4月24日,我校食品科技学院食品生物技术与安全研究团队在英国皇家化学学会旗舰期刊《Chemical Science》在线发表题为“Orange, Red, Yellow: Biosynthesis of Azaphilone Pigments in Monascus Fungi”的研究论文。该研究综合利用基因组学、分子生物学和代谢组学等技术,首次系统阐述了红曲色素的生物合成途径。
红曲色素是由红曲菌(Monascus spp.)产生的一类聚酮化合物,在我国作为食品着色剂已有近两千年历史,是传统特色出口产品,也是近年来我国增长速度最快的天然食品着色剂。红曲色素种类繁多,传统上分为红、橙、黄三类,迄今已发现100多种化学结构。其生物合成途径的研究始于20世纪30年代,但进展缓慢,一直是个谜。
为解开这一谜团,我校团队在陈福生教授带领下,经过近20年努力,通过构建红曲菌T-DNA突变库并结合基因组学分析,首先定位了红曲色素生物合成的基因簇。随后,利用分子生物学和代谢组学技术分析各相关基因功能,并通过米曲霉和酿酒酵母的异源表达与体外酶催化反应验证关键基因功能。研究发现,合成过程中许多中间产物不稳定,易受体内酶作用生成黄色素,而橙色素可与各种胺类物质反应生成红色素。该结果不仅有助于指导红曲色素的定向合成,也为真菌次生代谢产物生物合成提供了模型。
我校陈万平博士、陈润发硕士和刘庆培博士生为论文共同第一作者;我校陈福生教授、湖北省农科院周有祥研究员和美国亚利桑那大学István Molnár教授为共同通讯作者。研究得到国家自然科学基金和中央高校基本科研业务费专项基金资助。