广东省农业科学院农业生物基因研究中心作物品质控制与多组学技术创新团队（筹）与甘肃农业大学资环学院教授张军团队合作，在黄曲霉毒素生物合成抑制剂研发方面取得新进展，建立一套从分子原子水平理解黄曲霉毒素合成关键酶功能机制到高效筛选抑制剂的方法体系。相关成果近日在线发表于《微生物学前沿》（Frontiers in Microbiology）。
黄曲霉毒素是由曲霉属真菌产生的高致癌性次生代谢产物，可污染玉米、花生等重要的粮食作物，是食品安全常见的风险因素之一。因此，开发源头抑制黄曲霉毒素污染的方法对于保障食品安全具有重要意义。细胞色素P450酶AflG在黄曲霉毒素生物合成的早期阶段发挥关键作用，催化averantin（AVN）转化为5’-hydroxy-averantin（HAVN），是毒素防控的重要潜在靶标。但是到目前为止，AflG与底物AVN结合的分子机制尚不清楚，阻碍了靶向AflG的毒素源头防控技术的开发。
该研究在国家自然科学基金、甘肃省自然科学基金、广州市基础与应用基础研究项目等项目的资助下，创新性地采用综合多种计算和实验的方法，分析AflG与底物AVN结合的结构特征，并筛选靶向AflG底物结构口袋的抑制剂。
首先，研究人员通过基于人工智能的结构建模和微秒级分子动力学模拟，获得了对AflG及其结合底物AVN复合物三维结构的新见解。随后通过对超过130万个化合物进行高通量虚拟筛选，确定了具有良好预测对接得分的化合物子集。根据结合自由能计算对这些化合物进行排序，并进一步通过微秒级分子动力学模拟和黄曲霉菌外施实验评估其对黄曲霉毒素合成的调控作用，结果发现了两种新型化合物能够显著抑制黄曲霉毒素的生物合成。
该研究建立了一套从分子原子水平理解黄曲霉毒素合成关键酶功能机制到高效筛选抑制剂的方法体系，为解决黄曲霉毒素污染问题提供了新的思路，对农产品中毒素污染的源头防控技术开发具有重要的理论意义和潜在应用价值。（来源：中国科学报 朱汉斌）
相关论文信息：https://doi.org/10.3389/fmicb.2024.1425790
