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冬蟲夏草的名聲現(xiàn)如今是如雷貫耳,但蟲草并不等于冬蟲夏草。蟲草種類多樣,到底哪些才是具有抗癌、抗菌等生物活性的“天然寶貝”,大自然又是如何“生產(chǎn)”這些有效成分的?經(jīng)過多年探索,中科院上海植物生理生態(tài)研究所王成樹研究組最新發(fā)現(xiàn),一直被認為是蟲草中有效抗癌成分的蟲草素在冬蟲夏草中并不存在,而存在于蛹蟲草等“近親”中。
研究人員不僅完整解析了蟲草素在蛹蟲草中的生物合成機理,而且首次發(fā)現(xiàn)蛹蟲草能夠“配套”合成蟲草素分子的“保護者”——抗癌藥物噴司他丁,還探明了冬蟲夏草等其他類蟲草菌其實并不能合成蟲草素和噴司他丁。10月19日晚,國際著名學(xué)術(shù)雜志《細胞化學(xué)生物學(xué)》在線發(fā)表了這一最新研究成果。據(jù)悉,王成樹研究員本月還剛剛獲得“亞洲杰出真菌學(xué)家獎”。
據(jù)專家介紹,自然界中能夠感染殺蟲的廣義蟲草菌達1000多種,這些真菌在昆蟲種群的自然調(diào)控中發(fā)揮著重要的作用。其中以冬蟲夏草、蛹蟲草和蟬花等不同蟲草菌感染昆蟲后形成的菌蟲復(fù)合體——蟲草具有悠久的食藥用歷史,具有抗癌、提高免疫、抗菌及抗疲勞等多種生物活性,但相關(guān)的活性成分多不清楚。腺苷類系物蟲草素最早于1950年在蛹蟲草中被發(fā)現(xiàn)鑒定,具有抗菌、抗蟲及抗癌等生物活性,但合成機理未知,導(dǎo)致學(xué)界及企業(yè)界爭論不休,認為冬蟲夏草等不同蟲草菌具有合成蟲草素的能力。事實真的如此嗎?
蛹蟲草又名“北蟲草”等,也是公眾較熟悉的一類蟲草菌。王成樹研究組幾年前已完成了包括蛹蟲草在內(nèi)的18種廣義蟲草菌的基因組研究,在其基礎(chǔ)上,通過生物信息分析及基因功能研究,這次完整地解析了蟲草素在蛹蟲草中生物合成的分子機理,并且收獲了“意外的驚喜”。
研究人員發(fā)現(xiàn),蛹蟲草在合成蟲草素的過程中,還會“配套”合成另一個“寶貝”——噴司他丁。噴司他丁最早是于1974年在細菌中被鑒定發(fā)現(xiàn)的,后證明為腺苷脫氨酶的強抑制劑,1991年獲美國食品與藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準,成為抗毛細胞白血病的商業(yè)藥物。直到此次,科學(xué)家們才發(fā)現(xiàn)了噴司他丁的另一個身份——蟲草素的“天然保護者”,其先天使命便是保護所合成蟲草素的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。這兩種腺苷類分子由同一基因簇共同合成,在功能上扮演著 “保護者”與“被保護者”的角色關(guān)系。如此,蛹蟲草的抗癌活性也有了第一個分子依據(jù)。
結(jié)合色譜驗證分析,該研究組從基因和化合物水平證明:冬蟲夏草和蟬花等其他種類的蟲草菌不能合成蟲草素,也不能合成噴司他丁。除蛹蟲草外,實驗還發(fā)現(xiàn)九洲蟲草和構(gòu)巢曲霉能合成蟲草素和噴司他丁。
人們推崇了這么多年的冬蟲夏草,到底含有多少健康有效成分?“我們不能據(jù)此得出冬蟲夏草完全沒用的結(jié)論。雖然可以確定的是,冬蟲夏草不能合成蟲草素和噴司他丁,但不同蟲草具有合成多種活性成分的潛力,只是具體產(chǎn)物現(xiàn)在仍不清楚?!蓖醭蓸溲芯繂T坦言。
實驗證明,不同培養(yǎng)條件下的產(chǎn)量明顯不同:蛹蟲草只有在蠶蛹上生長而非液體發(fā)酵培養(yǎng)時,才會合成高水平的蟲草素和噴司他丁。王成樹表示,可以將相關(guān)基因轉(zhuǎn)入大腸桿菌或酵母菌,獲取蟲草素的速度會快很多。因為目前培養(yǎng)蛹蟲草的周期需要五六十天,而基因工程菌的培養(yǎng)很快就能夠收獲。
值得重視的是,蟲草素含量過高,會引起細胞毒性,此時真菌會啟動解毒機制,將蟲草素脫氨,降解成不具活性的3-脫氧肌苷。這一發(fā)現(xiàn)提示人們,也不宜攝入過量蟲草素,蟲草素不是多多益善。
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