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黄曲霉毒素生物合成的遗传调控研究进展
王秀娜，查文洁，董明科，汪世华
次级代谢是丝状真菌的一个重要标志。真菌的次级代谢产物影响着人类生活的多个方面，如：青霉素、美伐他汀和洛伐他定等常用药物以及伏马毒素、胶毒素和黄曲霉毒素等真菌毒素（Díez et al. 1990；Yu et al. 1995；Kennedy et al. 1999；Proctor et al. 1999；Abe et al. 2002；Gardiner & Howlett ）。真菌毒素的污染造成全世界25%的谷物不能食用，其中黄曲霉毒素（aflatoxins，AFs）造成的危害最为严重（Luo et al. ）。黄曲霉毒素自1960年作为火鸡X病的起因首次被发现以来一直是人类关注的焦点（Nesbitt et al. 1962）。黄曲霉毒素对哺乳动物的毒性也很大，会引起突变、致畸和肝损伤，被世界卫生组织定为一级致癌物。黄曲霉毒素主要由黄曲霉和寄生曲霉产生。这些真菌可以以腐生和寄生两种生存方式存在，合适的条件下在多种粮食、食品和饲料中生长，特别是在生长、采收、加工、运输到储藏的任何环节都可以污染（Amaike & Keller ）。另外，黄曲霉也是人和动物的机会致病菌，因此除导致曲霉病外也可以直接产生黄曲霉毒素引发肝癌（Nakai ）。
真菌次级代谢产物合成的基因在染色体上通常成簇排列，主要包括骨架基因、修饰基因、底物和产物的转运蛋白基因以及调控因子基因（Osbourn ）。黄曲霉毒素是一类二呋喃香豆素衍生物，其基本结构中均有二呋喃和氧杂萘邻酮（香豆素），主要包括AFB1、AFB2、AFM1、AFM2、AFG1和AFG2，其中毒性最强的是AFB1（图1B）。目前，黄曲霉毒素的合成途径已被揭示。黄曲霉毒素合成基因簇位于3号染色体，大小约为70kb，包括合成骨架的聚酮合酶编码基因aflC、调控蛋白的编码基因aflR、aflS和编码修饰蛋白的基因等共25个基因（图1A）（Yu et al. ）。黄曲霉毒素生物合成受多水平多层次的代谢网络的调控，包括合成途径的专一调控和次级代谢的全局调控。近年来随着基因组学、功能基因组学和基因工程技术等的快速发展，黄曲霉毒素合成的调控机制更多被揭示。温度、营养、光照、水分、发育和pH等环境因素影响了黄曲霉毒素的合成（罗自生等 ）。
本文主要综述近年来国内外以黄曲霉为对象的黄曲霉毒素合成的遗传调控机制研究进展。从转录调控、蛋白翻译后修饰、信号转导途径、参与生长发育和形态建成的蛋白和其他酶等方面对黄曲霉毒素合成机制展开综述，为今后进一步深入系统研究黄曲霉毒素合成机制奠定基础，同时为制定防治黄曲霉及其毒素的策略提供理论基础。
图1 黄曲霉毒素合成基因簇和黄曲霉毒素结构
颜色表示基因在合成基因簇中不同的功能：绿色表示骨架基因，红色表示调控基因，黄色表示修饰基因，紫色表示合成前体化合物的基因
图2 调控黄曲霉毒素合成的信号通路
红色字体表示已试验验证功能的基因
本文编辑：张日鹏
