丝状真菌是一种结构多样的次生代谢物，具有广泛的生物活性。这些代谢物的骨架是由核心多域合成酶如聚酮合成酶(PKS)和非核糖体肽合成酶(NRPS)合成的。
一个有趣而常见的现象是，通过在相同的生物合成途径中配对PKS或NRPS酶来协同合成一种化合物，以增加结构多样性和随后的生物活性，如他汀类和棘白菌素。通常，协同核心基因共定位于同一生物合成基因簇(BGC)，并被其他相关基因包围，这些相关基因编码基因组中的裁剪酶、转运蛋白和调节因子。
近日，由中国科学院青岛生物能源与生物处理技术研究所吕雪峰教授领导的研究小组成功揭示了真菌天然产物的一种新的生物合成机制。研究结果发表在《英国化学杂志》上。
他们观察到，两个含有四种核心酶的单独的簇，两个非还原性PKSs，一个高度还原性PKS和一个类似nrps的簇，共同负责在土曲霉中一类具有6/6/6四环系统的氮杂核酮类的生物合成。
图1所示。提出了鸡爪草中氮杂吡喃酮的生物合成途径。用虚线表示的中间产物是假设性的。(图片:黄雪年)
更有趣的是，这两个基因簇的生物合成是由三个转录因子协同调控的，这在真菌次生代谢产物的生物合成中是罕见的。这是真菌次生代谢的一个有意义的机制，可以使真菌合成更复杂的化合物，获得新的生理功能。研究结果为真菌天然产物的生物合成提供了新的思路。
这项工作得到了国家自然科学基金和山东省自然科学基金的支持。
