4月25日，南京農業大學生命科學學院陳世國教授課題組在國際學術期刊《Advanced Science》上發表了題為“Discovery, Herbicidal Activity and Biosynthesis of a Novel Natural Tetramic Acid from Alternaria Species”的研究論文（Editor's Choice Article）。該研究發現了一種新型tetramic acid類天然產物sec-pentyl-tenuazonic acid（S-TeA），揭示了其在真菌Alternaria alternata中的生物合成途徑及機制。
Tetramic acid（含2,4-吡咯烷二酮）是天然產物中最常見、活性最廣、最受關注的化合物之一，其中典型代表是細交鏈格孢菌酮酸（tenuazonic acid, TeA）。S-TeA是以TeA為先導設計和合成的一個新衍生物，比TeA具有更高的除草活性。本研究首先確認S-TeA是一種天然產物，并明確了天然S-TeA的絕對構型為(5S, 6S)，這為將S-TeA開發成生物除草劑提供了科學依據。
同時，本研究利用多組學、同位素示蹤、質譜、蛋白重組等手段明確了S-TeA是以蘇氨酸為起始原料，先通過支鏈氨基酸合成途徑中8個酶在線粒體中合成直接前體AMHA（2-氨基-3-甲基己酸），隨后AMHA在細胞質中被NRPS-PKS（非核糖體肽合成酶-聚酮合酶）乙酰化和環化形成S-TeA，最后通過跨膜蛋白AaMFS1將S-TeA排到胞外的合成機制。其中，2-異丙基蘋果酸合成酶（IPMS），3-異丙基蘋果酸脫水酶（IPMDH）和異丙基蘋果酸脫氫酶（ISMD）是AMHA生物合成途徑特有的酶，而IPMDH是關鍵限速酶。AMHA已經被證實是一種天然發生的非蛋白氨基酸，具有抗逆、促生、提質、緩解藥害等功能，已獲得多項發明專利授權和新農藥命名“氨甲己酸”，有潛力開發成我國具有完全自主知識產權的植物誘抗劑新產品。本研究對真菌中AMHA生物合成途徑及機制的解析，為基于合成生物學構建AMHA高產工程菌株、實現其高效生物制造奠定了堅實的理論基礎。
真菌A. alternata生物合成AMHA及S-TeA的路徑及機制
南京農業大學為該論文的第一署名單位和通訊單位，鐘山青年研究員王赫為論文的第一作者，陳世國教授為論文的通訊作者。南京農業大學強勝教授、客座教授Valverde Bernal E.博士，博士生郭妍婧，碩士生劉晴、張靜、張錢龍、楊銘瀅和陳啟楨也參與了該研究。該研究得到了國家重點研發計劃、國家資助博士后研究人員計劃及江蘇省卓越博士后計劃的資助。
閱讀次數：667
【 轉載本網文章請注明出處 】
