宾夕法尼亚大学工程学院的研究人员成功将一种致命的真菌转化为一种强效的抗癌化合物。他们从一种有毒的作物真菌——黄曲霉(Aspergillus flavus)中分离出了一类新的分子,并对其进行化学修饰后测试其对白血病细胞的效果。结果表明,这种化合物具有显著的抗癌能力,效果堪比FDA批准的药物,同时为发现更多基于真菌的药物铺平了道路。
第一作者聂秋月(Qiuyue Nie)和合著者玛丽亚·佐托娃(Maria Zotova)正在纯化真菌样本。(图片来源:贝拉·切尔沃/Bella Ciervo)
“真菌给了我们青霉素,”论文的资深作者、化学与生物分子工程系(CBE)及生物工程系(BE)总统宾夕法尼亚紧凑型副教授高雪莉(Sherry Gao)表示,该研究发表在《自然化学生物学》(Nature Chemical Biology)上。“这些结果表明,还有更多源自天然产物的药物等待我们去发现。”
这种新疗法属于核糖体合成并经翻译后修饰的肽类(RiPPs)。这一名称揭示了这些治疗化合物的生成方式。首先,它们由核糖体(一种构建蛋白质的小型细胞结构)产生;随后,研究人员在实验室中对其进行了修饰,以增强其抗癌特性。
尽管已经在细菌中发现了数千种RiPPs,但在真菌中仅发现了少数几种——这使得该领域的研究充满了突破性发现的潜力。
“这些化合物的合成过程非常复杂,”CBE博士后研究员、论文的第一作者聂秋月表示,“但正是这种复杂性赋予了它们非凡的生物活性。”
为了寻找更多的真菌RiPPs,研究人员扫描了十几种曲霉属(Aspergillus)菌株,研究表明这些菌株可能含有更多抗癌化合物。当研究人员将这些菌株产生的化学物质与已知的RiPP构建模块进行比较时,他们发现黄曲霉(A. flavus)是一个值得进一步研究的候选者。
基因分析揭示了黄曲霉中的一种特定蛋白质是真菌RiPPs的来源。当研究人员关闭生成这种蛋白质的基因时,标志着RiPPs存在的化学信号也随之消失。这种结合代谢与遗传信息的新方法不仅精准定位了黄曲霉中RiPPs的来源,还为未来发现更多真菌RiPPs提供了可能。
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