近日，《細胞生物化學》在線發表了中國科學院上海植物生理生態研究所王成樹研究組的最新研究成果：虫草素伴隨保護分子噴司他丁的生物合成。該研究完整解析了虫草素在蛹虫草中的生物合成機理，並首次發現蛹虫草能夠合成抗癌藥物——噴司他丁，該化合物被用來保護所合成虫草素的結構穩定性。

　　自然界中，能夠感染殺虫的廣義虫草菌有1000多種，它們在昆虫種群的自然調控中發揮著重要作用。其中，以冬虫夏草、蛹虫草和蟬花等為代表的虫草具有悠久的食藥用歷史，具有抗癌、提高免疫力、抗菌及抗疲勞等多種生物活性。然而長久以來，其相關活性成分多數並未研究清楚。

　　其中，腺苷類系物虫草素最早於1950年在蛹虫草中被發現鑒定，具有抗菌、抗虫及抗癌等生物活性，但合成機理未知。噴司他丁則最早於1974年在細菌中被鑒定，是腺苷脫氨酶的強抑制劑，1991年獲美國食品藥品管理局（FDA）批准，成為抗毛細胞白血病的商業藥物。

　　王成樹研究組在完成蛹虫草基因組研究的基礎上，通過生物信息分析及基因功能研究，完整解析了虫草素生物合成的分子機理，並首次發現，蛹虫草能夠由同一基因簇共同合成虫草素及噴司他丁。這兩種腺苷類分子在功能上扮演著“保護者—被保護者”的作用，也就是說，虫草素在被合成的同時，蛹虫草會合成一個保護其穩定性的分子。

　　此外，研究組還發現，蛹虫草隻有在蠶蛹上生長時，才會合成高水平的虫草素。但虫草素含量過高時，能引起細胞毒性，真菌會相應啟動解毒機制。這暗示著對於人類來說，也不易攝入過量的虫草素。

　　在此基礎上，他們結合色譜驗証分析研究証明，冬虫夏草和蟬花等其他種類的虫草菌不能合成虫草素及噴司他丁。但利用獲得的合成基因，異源表達可以實現由酵母菌合成虫草素，並在蛹虫草中高水平地合成虫草素和噴司他丁，為這兩種活性成分的高效利用奠定了技術基礎。

　　據悉，該研究成果為蛹虫草的抗癌活性提供了分子証據，並証明了冬虫夏草等其他虫草菌不能合成虫草素，也不能合成噴司他丁，這為以生物學技術高水平合成虫草素和噴司他丁提供了基因資源。

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