西沙珊瑚共附生真菌表观遗传修饰及新颖结构活性次级代谢产物发现
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:81673350
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:65.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:H3405.海洋药物
- 结题年份:2020
- 批准年份:2016
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2017-01-01 至2020-12-31
- 项目参与者:张秀丽; 徐喆; 刘璐; 赵栋霖; 侯雪梅; 张梦启; 乐世俊; 王超一; 宁兴燕;
- 关键词:
项目摘要
The symbiotic fungi of the corals have proven to be a rich source for searching for secondary metabolites with novel structures and potential bioactivities. In recent year, the coral-derived fungi have been considered as a new hot resource for the discovery of bioactive marine natural products and lead compounds. Epigenetic modification could activate the silent genes of fungi and regulate the fungal metabolism, resulting in the improvement of structure diversity and novelty of their secondary metabolites. Therefore, epigenetic modification has been used as a feasible approach to find novel secondary metabolites. In our previous work, a series of bioactive new compounds have been isolated from the fingi derived from the corals collected from the coral reef in Xisha Islands, including alkaloids, macrolides, and terpenoids with such as acetylcholinesterase (AchE) inhibitory activity. In this research proposal, epigenetic modification will be applied to three coral-derived fungal strains to activate their unique metabolic pathways. The chemical diversity and high bioactivities should be prospected for the culture of the treated fungal strains with chemical genetic modification agents. The large scale culture of the treated strains should be conducted under the optimal fermentation conditions with the selected genetic modification agents. The bioactive secondary metabolites will be isolated and identified from the fermentation broth under bioassay guidance, especially the novel compounds with AchE inhibitory activity. The structure-activity relationship will be discussed for the acitive compounds to find the lead structures of AchE inhibitors.
珊瑚共附生微生物具有丰富的物种多样性,能够产生结构新颖、活性显著的次级代谢产物,已成为活性海洋天然产物和药物先导化合物发现的新的热点资源。表观遗传修饰能激活真菌沉默基因,调控真菌代谢,提高次级代谢产物结构多样性和新颖性,是新颖结构活性次级代谢产物发现的有效手段。在前期工作中,我们从西沙珊瑚共附生真菌中发现了一系列结构新颖的生物碱、大环内酯、萜类等化合物,具有抑制乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase, AchE)等活性。本项目拟在已有工作基础上,对3株西沙珊瑚共附生真菌进行表观遗传修饰,以激活真菌独特的代谢途径,增加真菌次级代谢产物的化学多样性和生物活性;在集成筛选和发酵条件优化基础上,以添加最佳表观遗传修饰剂的最优发酵条件进行发酵,重点从发酵提取物中追踪分离鉴定结构新颖的具有AchE抑制活性的化合物,系统分析构效关系,为新颖AchE抑制剂先导结构的发现提供基础资料。
结项摘要
针对海洋真菌天然产物重复分离、代谢产物隐秘基因沉默表达的问题,开展了海洋真菌表观遗传修饰及新颖结构活性次级代谢产物发现研究。对中国南海西沙珊瑚共生真菌曲霉Aspergillus sp. XS-20090066、月状旋孢腔菌Cochliobolus lunatus TA26-46、哈茨木霉Trichoderma harzianum XS-20090075及同属真菌进行表观遗传修,结合OSMAC方法,筛选使得真菌代谢发生显著变化的表观遗传修剂及培养条件。运用组蛋白去乙酰化酶抑制剂和DNA甲基转移酶抑制剂对真菌进行表观遗传修饰,真菌代谢谱发生了显著变化。综合运用TLC,HPLC-UV,UPLC-PDA-MS,分子网络,1H NMR等技术,考察了真菌的代谢差异表达,对比分析了表观遗传修饰剂调控组和对照组的次级代谢产物的异同,追踪分离获得了差异表达的化合物,进而在结构表征的基础上,分析了真菌次级代谢产物的化学多样性与结构类型的变化特征。通过表观遗传修饰,结合OSMAC策略和分子网络技术,从真菌修饰产物中分离鉴定获得了新产生的次级代谢产物170余个,发掘获得新颖结构核苷类、生物碱、倍半萜、二萜、大环内酯、聚酮等化合物50余个。运用乙酰胆碱酯酶AChE抑制、拓扑异构酶Top I抑制、蛋白酪氨酸磷酸酶PTP1B抑制、细胞毒、抗菌等活性模型评价化合物的生物活性,系统分析构效关系,发现了10余个高活性化合物,显示了进一步药物研究价值。对真菌进行了基因组及其功能分析,探讨了表观遗传修饰剂对海洋真菌的代谢调控作用,推测了海洋真菌被激活的沉默基因及其独特的代谢途径,初步揭示了表观遗传修饰代谢调控机制。我们的探索研究表明,表观遗传修饰剂有效激活了海洋真菌的沉默基因,显著增加了真菌次级代谢产物的化学多样性,发掘获得了真菌隐秘次级代谢产物。表观遗传修饰法是发掘海洋真菌新颖结构活性次级代谢产物的有效途径。
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(23)
专利数量(3)
Epigenetic Agents Trigger the Production of Bioactive Nucleoside Derivatives and Bisabolane Sesquiterpenes From the Marine-Derived Fungus Aspergillus versicolor
表观遗传剂触发海洋源性真菌花曲霉产生生物活性核苷衍生物和红没药倍半萜
- DOI:10.3389/fmicb.2020.00085
- 发表时间:2020-01-30
- 期刊:FRONTIERS IN MICROBIOLOGY
- 影响因子:5.2
- 作者:Wu, Jing-Shuai;Yao, Guang-Shan;Wang, Chang-Yun
- 通讯作者:Wang, Chang-Yun
Histone deacetylation modifier induced one new 14-membered resorcylic acid lactone: 7'(Z)-zeaenol from the zoanthid-derived fungus Cochliobolus lunatus
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:J. Ocean Univ. China
- 影响因子:--
- 作者:Zhenkun Zhang;Jiaxiang Wang;Fei Cao;Xiaojian Zhou;Jingshuai Wu;Xiumei Fu;Min Chen;Changyun Wang
- 通讯作者:Changyun Wang
Annular oxygenation and rearrangement products of cryptotanshinone by biotransformation with marine-derived fungi Cochliobolus lunatus and Aspergillus terreus
海洋源性真菌Cochliobolus lunatus和Aspergillus terreus生物转化隐丹参酮的环状氧化和重排产物
- DOI:10.1016/j.bioorg.2020.104192
- 发表时间:2020
- 期刊:Bioorg. Chem.
- 影响因子:--
- 作者:Jing-Shuai Wu;Qin-Yu Meng;Ya-Hui Zhang;Xiao-Hui Shi;Xiu-Mei Fu;Peng Zhang;Xin Li;Chang-Lun Shao;Chang-Yun Wang
- 通讯作者:Chang-Yun Wang
Terpenoids From the Coral-Derived Fungus Trichoderma harzianum (XS-20090075) Induced by Chemical Epigenetic Manipulation
通过化学表观遗传操作诱导的来自珊瑚源真菌哈茨木霉的萜类化合物
- DOI:10.3389/fmicb.2020.00572
- 发表时间:2020-04-03
- 期刊:FRONTIERS IN MICROBIOLOGY
- 影响因子:5.2
- 作者:Shi, Ting;Shao, Chang-Lun;Wang, Chang-Yun
- 通讯作者:Wang, Chang-Yun
Benzyl Furanones and Pyrones from the Marine-Derived Fungus Aspergillus terreus Induced by Chemical Epigenetic Modification.
由化学表观遗传修饰诱导的海洋源性真菌土曲霉中的苄基呋喃酮和吡喃酮
- DOI:10.3390/molecules25173927
- 发表时间:2020-08-27
- 期刊:Molecules (Basel, Switzerland)
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- 作者:Wu JS;Shi XH;Zhang YH;Shao CL;Fu XM;Li X;Yao GS;Wang CY
- 通讯作者:Wang CY
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