丝状真菌新型全局性调控因子LaeA

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1、Mini-review小型综述微生物学报ActaMicrobiologicaSinica51(9):1141－1145;4September2011ISSN0001－6209;CN11－1995/Qhttp://journals．im．ac．cn/actamicrocn丝状真菌新型全局性调控因子LaeA*冯慧云，邢伟，胡昌华西南大学药学院，重庆400716摘要:全局调控在丝状真菌次级代谢调控及其生长发育过程中有着重要的作用。LaeA是2004年首次在构巢曲霉中被发现的第一个丝状真菌全局性调控因子，继而在烟曲霉、黄曲霉、

2、产黄青霉、橘青霉中相继被报道。LaeA能够全局性调控抗生素和真菌毒素等次级代谢产物的合成，影响真菌形态分化，另外还通过影响沉默基因的表达从而调控未知代谢产物的产生，因而能为真菌中天然产物的开发提供新的重要途径。本文就其在丝状真菌中的发现、功能、作用机制及其应用等方面进行综述。关键词:全局性调控因子，LaeA，丝状真菌，次级代谢调控中图分类号:Q933文献标识码:A文章编号:0001-6209(2011)09-1141-05丝状真菌是一类非常重要的微生物，在人类工作主要就LaeA在丝状真菌次级代谢过程中的的生产、生活及基

3、础生物学研究中具有重要地位功能和研究进展作一综述。和作用。它能够产生许多具有生物活性的小分子次级代谢产物，包括抗生素、降胆固醇物质、抗病1LaeA的结构特征及其菌种分布毒物质、抗癌物质和免疫抑制剂等;另外，丝状真菌产生的真菌毒素又与动物、植物和人类疾病息laeA基因是Bok等人2004年首次从构巢曲霉息相关。丝状真菌次级代谢产物对社会经济和人(A．nidulans)中分离得到的新型丝状真菌次级代谢［3］类健康有重要影响，其代谢调控机制被广泛地研全局性调控基因。通过基因序列的比对分析发究。真菌次级代谢是一个复杂的多层次调

4、控过现，laeA基因的启动子和编码区域含有假定的AflR程。次级代谢物的生物合成不仅受到途径特异性结合位点，而AflR是一个具有锌指结构(Zn2Cys6)［5］转录因子的调控，而且受到全局性调控因子的控的真菌毒素生物合成途径特异性的调控蛋白。［1－2］制。LaeA是近年来在丝状真菌中发现的一个构巢曲需laeA基因编码的蛋白为374个氨基酸，含主要的全局性调控因子，它调控多种次级代谢基有一个保守的与核蛋白甲基转移酶硫腺苷甲硫氨酸因簇的表达和次级代谢产物的产生，影响丝状真(S-adenosylmethionin，SAM)结

5、合位点相同的结构［3－4］［6］［7］菌的形态分化，它的发现对丝状真菌的次级代域，SAM结合位点是laeA的关键功能域。谢产物的研究具有极其重要的意义。尽管它的作随后的研究发现，laeA这一全局性的调控基因用机制还不清楚，但近年来的研究成果为我们提不仅存在于构巢曲霉中，同样也存在于许多其它的供了一些假想和研究线索。本文结合我们自己的丝状真菌如烟曲霉、黄曲霉、产黄青霉、橘青霉基金项目:重庆市科技攻关重点项目(CSTC2009AB1029)*通信作者。E-mail:chhhu@swu．edu．cn作者简介:冯慧云(1986

6、－)，女，江西人，硕士研究生，主要从事微生物生物工程方面的研究。E-mail:fenghuiyun001@163．com收稿日期:2011-02-16;修回日期:2011-03-221142HuiyunFengetal．/ActaMicrobiologicaSinica(2011)51(9)［4，8－10］中。它们分别与构巢曲霉中的laeA基因存chrysogenum)中，编码青霉素生物合成酶的基因在不同程度的相似性，并且均能调控次级代谢产物(pcbAB、pcbC和penDE)成簇存在，其表达直接受到［9］的产生。在G

7、enBank中使用序列搜索工具可以查产黄青霉全局性调控因子Pc-LaeA的调控。当找到许多假定的构巢曲霉laeA基因的同源基因，分laeA基因高表达时，pcbC和penDE两个基因的表达布在不同的丝状真菌种属中(表1)。这些与LaeA水平同时上调，青霉素的单位产量提高;反之，laeA同源的蛋白序列都含有一个保守的SAM结合位点，基因沉默显著抑制了青霉素生物合成基因簇的表达其中产黄青霉全局调控因子pc-LaeA与构巢曲霉以及青霉素的产生。但是，laeA基因沉默对pcbC基LaeA蛋白序列同源性为75%，与烟曲霉LaeA蛋

8、白因的转录抑制要明显大于penDE基因，这表明LaeA序列同源性为72%，而橘青霉LaeA蛋白与烟曲霉因子对基因的调控作用具有一定程度上的偏好性。和构巢曲霉的同源性也高达60%。LaeA不仅对内源性的次级代谢基因簇有调控作用，而且亦能调控外源次级代谢基因簇的表达。表1laeA同源基因的菌种分布当A．nidulans的laeA基因在