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談判陶榮譽版主 (文壇精英)
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《讀懂天然產(chǎn)物》系列-17-宿主與寄生菌的“愛情保養(yǎng)”-"小三"你走開 已有1人參與
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《讀懂天然產(chǎn)物系列》淘帖鏈接：http://www.gaoyang168.com/bbs/taotie.php?action=view&ttid=55868歡迎各位蟲友前往閱讀、訂閱！ 動植物內(nèi)生菌與宿主之間的“互利互惠”(愛情故事)關(guān)系已逐漸為大家熟悉，關(guān)于這方面的報道也越來越多，本次評述重點介紹兩篇關(guān)于內(nèi)生菌與宿主如何維護這種生生世世的“戀情”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. 這兩篇文章均是由Harvard Medical School與University of Wisconsin-Madison的兩位Jon Clardy 和Cameron R Currie合作完成，這兩個實驗室分別致力于“how small molecules control biological processes” 和 “the symbiotic associations between animals and microbes” 的研究，關(guān)于這兩位大牛的文章有很多，大家如有感興趣的地方可以進一步查找。 第一篇文章： 引入： 根據(jù)前期的文獻調(diào)研發(fā)現(xiàn)，南方松樹甲蟲Dendroctonus frontalis與其共生真菌Entomocorticium sp. A在過著幸福生活的時候容易被“小三”競爭性真菌Ophiostoma minus抑制，從而破壞它們之間的“完美愛情”。作者通過電鏡掃描(SEM)發(fā)現(xiàn)在南方松樹甲蟲的貯菌器(mycangium)中存在大量的放線菌，進而推測這些放線菌是保衛(wèi)它們“愛情”的關(guān)鍵。 文中的主角關(guān)系如圖一所示： 正文： 作者從110個甲蟲群采集分離得到846個放線菌菌落，從中選擇了164 個菌落轉(zhuǎn)接到純培養(yǎng)基中，通過觀察以及DNA序列分析證實外觀上主要分為“紅色”與“白色”兩種，進一步通過symbiont pairing bioassays實驗發(fā)現(xiàn)紅色外形的菌落提取物可以抑制“小三”拮抗菌 Ophiostoma minus, 而對正常共生菌Entomocorticium sp. A僅有輕微的影響，接下來通過分離提取、結(jié)構(gòu)鑒定得到化合物mycangimycin，化合物mycangimycin的結(jié)構(gòu)解析發(fā)表在Org Lett. 2009, 11(3):633-636 (附件中文獻[3])。實驗流程如圖二所示： 作者得到純化合物mycangimycin后，通過實驗對之前的推測進行驗證，發(fā)現(xiàn)mycangimycin對“小三”O(jiān)phiostoma minus ( MIC= 1.0 μM)的殺傷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對其他的一些真菌也具有較強的殺傷力，如圖三所示： 第二篇文章： 引入： 第二篇文章的整體思路與第一篇類似，其研究對象由“南方松樹甲蟲-真菌”共生系統(tǒng)變?yōu)椤拔浵?真菌”共生系統(tǒng), “螞蟻-放線菌”共生系統(tǒng)一直是倍受關(guān)注的共生系統(tǒng)，具有以下三個特點：(1).進化的多樣性使的“螞蟻-放線菌”共生的螞蟻種類有超過230種，提供了一個多分支的進化體系；(2).不同環(huán)境“螞蟻-真菌”共生系統(tǒng)中的真菌種類多樣，包括Basidiomycota, Agaricales: Lepiotaceae and Pterulaceae；(3).前期研究表明螞蟻共生的Pseudonocardia spp.可以選擇性的產(chǎn)生抗生素來抑制特定的入侵寄生真菌Escovopsis spp.但是尚未有文獻對這些抗生素的具體結(jié)構(gòu)進行報道。 正文： (1) 活性追蹤： 運用LC-MS從 Pseudonocardia spp菌株發(fā)酵液提取物中發(fā)現(xiàn)一個主要成分，進一步活性追蹤分離得到化合物dentigerumycin。 (2) 結(jié)構(gòu)確定： 結(jié)合1H, 13C NMR gCOSY, TOCSY, gHSQC 和gHMBC NMR確定該化合物的平面結(jié)構(gòu)，根據(jù)ROESY確定其相對構(gòu)型，dentigerumycin的絕對構(gòu)型是這篇文章的重點描述的內(nèi)容，從結(jié)構(gòu)中來看dentigerumycin包括7個結(jié)構(gòu)片段：2個piperazic acid 片段，1個γ-OH-Pip，1個丙氨酸Ala，1個N-OH-Ala，1個β-OH-Leu以及一個Acyl side chain。其中Pip-1, Pip-2, Ala和β-OH-Leu中的手性中心直接通過Marfey試劑來判斷，N-OH-Ala通過化學(xué)轉(zhuǎn)化為N-H-Ala也可以通過Marfey試劑判斷其絕對構(gòu)型(具體方法請參考附件中文獻[4])；γ-OH-Pip通過Mosher試劑確定7位的絕對構(gòu)型為7S，Acyl side chain上的鄰二醇手性中心(29, 30)作者采用醋酸鉬誘導(dǎo)的激子手性法來確定，進一步通過相對構(gòu)型來判斷33, 34位的絕對構(gòu)型為33S, 34R. (3) 活性驗證：由于化合物dentigerumycin是通過活性追蹤得到的，因此此對dentigerumycin的抑菌活性進行驗證，實驗表明dentigerumycin對入侵寄生真菌Escovopsis spp.的殺傷力為MIC= 2.8 μM，而對正常寄生真菌的殺傷力較弱；與此同時對野生型Candida albicans ATCC10231 和對兩性霉素耐藥的Candida albicans ATCC200955 具有較強的抑制作用(MIC = 1.1μM)。 討論： 1. 如果有一天"小三"對愛情守護者"的“武器“-抗生產(chǎn)耐受性，宿主和共生菌這對伴侶肯定會尋找新的"抗生素"來維護這段愛情，在超級細菌問題日益嚴重的今天，那我們是否可以運用這個模型來篩選對抗超級細菌的化合物呢？ 2. 第一篇文章是2008年發(fā)表的，2009年作者把第一篇文章里的mycangimycin結(jié)構(gòu)解析部分單獨發(fā)表在OL上，大家覺得這是一稿多投嗎？ 以上即為本人對這兩篇文獻的簡單看法，相關(guān)文獻請見附件！由于專業(yè)的局限性，一定有很多不足，請各位蟲友見諒，并提出寶貴意見，謝謝！ 《讀懂天然產(chǎn)物系列》淘帖鏈接：http://www.gaoyang168.com/bbs/taotie.php?action=view&ttid=55868歡迎各位蟲友前往閱讀、訂閱！ 上一帖：《讀懂天然產(chǎn)物》系列-16-皮氏反應(yīng)催化生物堿合成的“神奇之旅” http://www.gaoyang168.com/bbs/viewthread.php?tid=8635520&fpage=1 |
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