调控灵芝多糖生物合成的关键酶的最新研究进展

灵芝（Ganoderma lucidum）是一种著名的食药用菌，其多糖具有多种生物活性。这些多糖主要由通过各种键连接在一起的葡萄糖单元组成，包括β-1,3、β-1,6、α-1,3和α-1,4，从而形成α-1,3、β-1,3和β-1,6-D-葡聚糖。糖基转移酶是催化重复单糖单元组装的必需酶，从而促进食药用菌中多糖的合成[1]。已有研究表明β-1,3-葡萄糖基转移酶在食药用菌的β-葡聚糖合成中起着关键作用，对β-1, 3-葡萄糖基转移酶基因进行过表达可以显著增加多糖的含量[2]。多糖合成的每一个过程都有其自身的特点与复杂性，需要进行大量深入细致的研究，而每一个环节的清晰都会很好的推动对灵芝多糖合成整个过程的全局理解与把握，然而与β-1, 3-葡萄糖基转移酶基因相比，真菌中α-1,3-葡萄糖基转移酶的研究相对较少，其具体功能尚不清楚。

江南大学丁重阳教授团队在国际生物大分子期刊发表了以《α-1,3-葡萄糖基转移酶在灵芝生长和多糖合成中的作用》为题的相关研究。该研究从α-1,3-葡萄糖基转移酶基因（glagt）对灵芝多糖产量、生长速率、细胞壁组成以及相关酶转录水平的影响几个方面进行了深入的探究。

研究表明：glagt基因的过表达将下调TCA循环中的关键酶柠檬酸合酶和异柠檬酸脱氢酶的转录水平，从而导致灵芝菌丝的生长速率降低；glagt过表达增强了UDP-葡萄糖合成途径，确保了多糖生物合成所需的糖供体的充足供应，显著增加了胞内多糖（IPS）的产量；在glagt过表达菌株中，表现出潜在外切-β-1,3葡聚糖酶活性的糖苷水解酶家族基因的表达水平上调，细胞壁变薄。这种变化促进了多糖的输出，从而增加了胞外多糖（EPS）的产量。

结论

灵芝多糖在抗肿瘤、抗炎、调节免疫、抗氧化、保护中枢神经系统、抗疲劳、保护肝脏、降血糖血脂等方面具有良好的生理功能。其作为功能性食品、营养品、和化妆品等也受到了国内外研究人员的广泛关注。自然条件下多糖产量严重不足，限制了其在医疗保健及其他行业的广泛应用，该研究为灵芝多糖生物合成途径的阐明提供了新思路。

文章链接：https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.134031

参考文献：

[1] F.J. Cui, X. Fu, L. Sun, X.Y. Zan, L.J. Meng, W.J. Sun, Recent insights into glucans biosynthesis and engineering strategies in edible fungi, Crit. Rev. Biotechnol. 17 (2023) 1–18, https://doi.org/10.1080/07388551.2023.2289341.

[2] R. Chai, C. Qiu, D. Liu, Y. Qi, Y. Gao, J. Shen, L. Qiu, β-Glucan synthase gene overexpression and β-glucans overproduction in Pleurotus ostreatus using promoter swapping, PloS One 8 (2013) e61693, https://doi.org/10.1371/journal.pone.0061693.