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基因中心在黃曲霉毒素生物合成抑制劑研發(fā)方面取得新進展
近日，基因中心作物品質控制與多組學技術創(chuàng)新團隊（籌）在黃曲霉毒素生物合成抑制劑研發(fā)方面取得新進展。研究成果以“Structure-guided discovery of novel AflG inhibitors for aflatoxin contamination control in aspergillus flavus”為題在微生物領域權威期刊Frontiers in Microbiology上在線發(fā)表?；蛑行呐c甘肅農(nóng)業(yè)大學資環(huán)學院聯(lián)合培養(yǎng)研究生王鳳華同學為論文的第一作者，甘肅農(nóng)業(yè)大學資環(huán)學院張軍教授、基因中心吳紹文副研究員和晏石娟研究員為該論文的共同通訊作者。
黃曲霉毒素（AF）是由曲霉屬真菌產(chǎn)生的高致癌性次生代謝產(chǎn)物，可污染玉米、花生等重要的糧食作物，是食品安全常見的風險因素之一。因此，開發(fā)源頭抑制黃曲霉毒素污染的方法對于保障食品安全具有重要意義。細胞色素P450酶AflG在AF生物合成的早期階段發(fā)揮關鍵作用，催化averantin （AVN）轉化為5’-hydroxy-averantin（HAVN），是毒素防控的重要潛在靶標。但是到目前為止，AflG與底物AVN結合的分子機制尚不清楚，阻礙了靶向AflG的毒素源頭防控技術的開發(fā)。
本研究創(chuàng)新性地采用綜合多種計算和實驗的方法，分析AflG與底物AVN結合的結構特征，并篩選靶向AflG底物結構口袋的抑制劑。首先，通過基于人工智能的結構建模和微秒級分子動力學（MD）模擬，獲得了對AflG及其結合底物AVN復合物三維結構的新見解。隨后，通過對超過130萬個化合物進行高通量虛擬篩選，確定了具有良好預測對接得分的化合物子集。根據(jù)結合自由能計算對這些化合物進行排序，并進一步通過MD模擬和黃曲霉菌外施實驗評估其對AF合成的調(diào)控作用，結果發(fā)現(xiàn)了兩種新型化合物能夠顯著抑制AF的生物合成。本研究建立了一套從分子原子水平理解AF合成關鍵酶功能機制到高效篩選抑制劑的方法體系，為解決黃曲霉毒素污染問題提供了新的思路，對農(nóng)產(chǎn)品中毒素污染的源頭防控技術開發(fā)具有重要的理論意義和潛在應用價值。
該研究得到國家自然科學基金、甘肅省自然科學基金、廣州市基礎與應用基礎研究項目等多個科研項目的資助。
原文鏈接： https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1425790
