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《读懂天然产物》系列-17-宿主与寄生菌的“爱情保养”-"小三"你走开 已有1人参与
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《读懂天然产物系列》淘帖链接：http://muchong.com/bbs/taotie.php?action=view&ttid=55868欢迎各位虫友前往阅读、订阅！ 动植物内生菌与宿主之间的“互利互惠”(爱情故事)关系已逐渐为大家熟悉，关于这方面的报道也越来越多，本次评述重点介绍两篇关于内生菌与宿主如何维护这种生生世世的“恋情”的文章： [1] Jarrod J. Scott, Dong-Chan Oh, M. Cetin Yuceer, Kier D. Klepzig, Jon Clardy, Cameron R. Currie. Bacterial Protection of Beetle-Fungus Mutualism [J], Science, 2008, 322: 63. [2] Dong-Chan Oh, Michael Poulsen, Cameron R Currie, Jon Clardy, Dentigerumycin: a bacterial mediator of an ant-fungus symbiosis [J], Nature Chemical Biology, 2009, 5: 391-393. 这两篇文章均是由Harvard Medical School与University of Wisconsin-Madison的两位Jon Clardy 和Cameron R Currie合作完成，这两个实验室分别致力于“how small molecules control biological processes” 和 “the symbiotic associations between animals and microbes” 的研究，关于这两位大牛的文章有很多，大家如有感兴趣的地方可以进一步查找。 第一篇文章：  引入： 根据前期的文献调研发现，南方松树甲虫Dendroctonus frontalis与其共生真菌Entomocorticium sp. A在过着幸福生活的时候容易被“小三”竞争性真菌Ophiostoma minus抑制，从而破坏它们之间的“完美爱情”。作者通过电镜扫描(SEM)发现在南方松树甲虫的贮菌器(mycangium)中存在大量的放线菌，进而推测这些放线菌是保卫它们“爱情”的关键。 文中的主角关系如图一所示： 正文： 作者从110个甲虫群采集分离得到846个放线菌菌落，从中选择了164 个菌落转接到纯培养基中，通过观察以及DNA序列分析证实外观上主要分为“红色”与“白色”两种，进一步通过symbiont pairing bioassays实验发现红色外形的菌落提取物可以抑制“小三”拮抗菌 Ophiostoma minus, 而对正常共生菌Entomocorticium sp. A仅有轻微的影响，接下来通过分离提取、结构鉴定得到化合物mycangimycin，化合物mycangimycin的结构解析发表在Org Lett. 2009, 11(3):633-636 (附件中文献[3])。实验流程如图二所示：  作者得到纯化合物mycangimycin后，通过实验对之前的推测进行验证，发现mycangimycin对“小三”Ophiostoma minus ( MIC= 1.0 μM)的杀伤力接近是正常共生真菌Entomocorticium sp. A( MIC= 19.0 μM)的20倍！ 此外，化合物mycangimycin对其他的一些真菌也具有较强的杀伤力，如图三所示： 第二篇文章：  引入： 第二篇文章的整体思路与第一篇类似，其研究对象由“南方松树甲虫-真菌”共生系统变为“蚂蚁-真菌”共生系统, “蚂蚁-放线菌”共生系统一直是倍受关注的共生系统，具有以下三个特点：(1).进化的多样性使的“蚂蚁-放线菌”共生的蚂蚁种类有超过230种，提供了一个多分支的进化体系；(2).不同环境“蚂蚁-真菌”共生系统中的真菌种类多样，包括Basidiomycota, Agaricales: Lepiotaceae and Pterulaceae；(3).前期研究表明蚂蚁共生的Pseudonocardia spp.可以选择性的产生抗生素来抑制特定的入侵寄生真菌Escovopsis spp.但是尚未有文献对这些抗生素的具体结构进行报道。 正文： (1) 活性追踪： 运用LC-MS从 Pseudonocardia spp菌株发酵液提取物中发现一个主要成分，进一步活性追踪分离得到化合物dentigerumycin。 (2) 结构确定： 结合1H, 13C NMR gCOSY, TOCSY, gHSQC 和gHMBC NMR确定该化合物的平面结构，根据ROESY确定其相对构型，dentigerumycin的绝对构型是这篇文章的重点描述的内容，从结构中来看dentigerumycin包括7个结构片段：2个piperazic acid 片段，1个γ-OH-Pip，1个丙氨酸Ala，1个N-OH-Ala，1个β-OH-Leu以及一个Acyl side chain。其中Pip-1, Pip-2, Ala和β-OH-Leu中的手性中心直接通过Marfey试剂来判断，N-OH-Ala通过化学转化为N-H-Ala也可以通过Marfey试剂判断其绝对构型(具体方法请参考附件中文献[4])；γ-OH-Pip通过Mosher试剂确定7位的绝对构型为7S，Acyl side chain上的邻二醇手性中心(29, 30)作者采用醋酸钼诱导的激子手性法来确定，进一步通过相对构型来判断33, 34位的绝对构型为33S, 34R. (3) 活性验证：由于化合物dentigerumycin是通过活性追踪得到的，因此此对dentigerumycin的抑菌活性进行验证，实验表明dentigerumycin对入侵寄生真菌Escovopsis spp.的杀伤力为MIC= 2.8 μM，而对正常寄生真菌的杀伤力较弱；与此同时对野生型Candida albicans ATCC10231 和对两性霉素耐药的Candida albicans ATCC200955 具有较强的抑制作用(MIC = 1.1μM)。 讨论： 1. 如果有一天"小三"对爱情守护者"的“武器“-抗生产耐受性，宿主和共生菌这对伴侣肯定会寻找新的"抗生素"来维护这段爱情，在超级细菌问题日益严重的今天，那我们是否可以运用这个模型来筛选对抗超级细菌的化合物呢？ 2. 第一篇文章是2008年发表的，2009年作者把第一篇文章里的mycangimycin结构解析部分单独发表在OL上，大家觉得这是一稿多投吗？ 以上即为本人对这两篇文献的简单看法，相关文献请见附件！由于专业的局限性，一定有很多不足，请各位虫友见谅，并提出宝贵意见，谢谢！ 《读懂天然产物系列》淘帖链接：http://muchong.com/bbs/taotie.php?action=view&ttid=55868欢迎各位虫友前往阅读、订阅！ 上一帖：《读懂天然产物》系列-16-皮氏反应催化生物碱合成的“神奇之旅” http://muchong.com/bbs/viewthread.php?tid=8635520&fpage=1 |
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