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博客标题：课题组在色杆菌属中脂肽天然产物挖掘研究取得进展

内容：

细菌基因组中蕴藏着大量“沉默”或未表征的生物合成基因簇 (BGCs)，是发现新颖结构和活性的天然产物（如药物、生物农药）的巨大宝库。然而，针对特定微生物属 (genus) 的系统性 BGC 分析和挖掘仍然不足，限制了我们对该属物种生物合成潜力的全面认识和高效利用。

当前对色杆菌属的天然产物研究主要集中在少数几个模式菌株。尽管该属物种被认为具有多样的代谢能力，但对其整体的生物合成潜力缺乏系统性的认识。同时，基因组挖掘作为一种强大的发现工具，已被广泛应用于发现各类天然产物，但很少有研究将其应用于一个完整的微生物属的全局分析。

近日，课题组与浙江工业大学魏斌课题组合作在中科院一区期刊 Journal of Agricultural and Food Chemistry发表以“Genome Minin g of Chromobacterium Genus Reveals a Class of Nonribosomal Lipopeptides with Potent Antifungal Activity” 为题的论文（J. Agric. Food Chem. 2025, 73, 35, 21920–21931） 。该研究的主要创新点如下：1）首次对色杆菌属进行系统性基因组挖掘：对 136 个色杆菌属基因组进行了全面的生物信息学分析，共鉴定出 1713 个 BGCs，并将其划分为 190 个基因簇家族 (GCFs)。该分析首次揭示了该属巨大的、且超过 90% 未被开发的生物合成潜力。2）靶向发现策略的成功：基于上述全局分析，研究人员采用了一种“假设驱动”的靶向挖掘策略，锁定了一个含有起始缩合 (Cs) 结构域和糖基转移酶的、未知的非核糖体肽合成酶 (NRPS) 基因簇家族 (GCF9)，并预测其产物为一类新型的糖基化脂肽。3）发现新型抗真菌脂肽：通过对目标菌株 Chromobacterium rhizoryzae 进行基因敲除和代谢物组学分析，成功激活并鉴定了一类全新的糖基化脂肽——chromorhipeptins A-D。4）发现高效生物农药先导物：活性测试表明，chromorhipeptins A 和 B 对多种重要的植物病原真菌表现出极强的抑制活性，其最低抑菌浓度 (MIC) 可达 0.04 µM，显著优于市售农用杀菌剂多菌灵 (carbendazim)。该论文不仅为深入挖掘色杆菌属的次级代谢产物研究开辟了新方向，展现了基因组挖掘发现新颖活性物质的巨大潜力，也为开发生物源抗真菌农药提供了的先导化合物。

该论文由山东大学、浙江工业大学等单位的相关学者合作完成。微生物改造技术全国重点实验室博士后孟庆红为第一作者，卞小莹教授与浙江工业大学魏斌副研究员为论文通讯作者。该项研究工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、山东省自然科学基金重大基础项目，山东省重点研发计划、中央高校青年团队和国重室揭榜挂帅等项目的资助。山东大学微生物技术国家重点实验室生命环境研究公共技术平台为本工作提供了重要技术支持。

文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.5c04892

发布时间：2025-12-16