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黑色素生物合成抑制剂

         黑色素是一类在动植物和微生物中普遍存在的深褐色至黑色为主的色素,依据其合成底物和中间产物的不同而分为不同的种类。它是一类大分子量、非均质、结构复杂的聚合物,其具有生物大分子、带负电荷、难溶于水、不溶于酸和大部分有机溶剂等特点。根据化学组成不同而分为真黑色素(eumelanins)、棕黑色素(phaeomelanins)、异黑色素(allomelanins) 3类。  

  真菌中黑色素依据合成途径不同,又可分为DHN-黑色素和DOPA-黑色素2种。DHN-黑色素经典合成途径(见图1):1. 乙酸盐(Acetate)在多聚合酮合成酶基因的作用下合成1,3,6,8-四羟基萘(1,3,6,8-tetra-HN)2. 经还原型辅酶Ⅰ(NADH)作用还原成小柱孢酮(Scytalone)3. 在小柱孢酮脱水酶作用下脱水成1,3,8-三羟基萘(1,3,8-tri-HN)4. 在三羟萘酚还原酶作用下,依赖于还原型辅酶Ⅱ(NADPH)脱氢酶,以三羟基萘为底物脱氢还原成柱孢醌(Vermelone)5. 再脱水合成1,8-二羟基萘(DNH)DNH氧化聚合成为多聚二羟黑色素。不同种类的真菌DHN-黑色素合成途径略有不同。DHN-黑色素多见于子囊菌类真菌,如构巢曲霉、黑曲霉、烟曲霉、卡氏枝孢霉、甄氏外瓶霉、紧密着色霉、裴氏着色霉、圆酵母样亨德逊霉。DOPA-黑色素合成途径是以酪氨酸为底物,经漆酶(酚氧化酶)的氧化作用,最后聚合形成DOPA-黑色素。常见于新生隐球菌、荚膜组织胞浆菌、白念珠菌等。 

  附着胞是病菌致病过程中所形成的一种特殊侵染结构,一般呈半球状,四周沉积着黑色素。附着胞必须产生足够的压力才能保证病菌穿透寄主角质层完成侵入过程,而黑色素则是附着胞产生压力的前提。DHN-黑色素合成途径主要涉及5个关键酶基因,黑色素生物合成抑制剂(Melanin biosynthesis inhibitor稻瘟酰胺等抑制了5种酶中的小柱孢酮脱水酶的活性,导致了黑色素形成过程受阻,从而附着胞也就丧失形成穿透能力的高膨压,最终导致病菌丧失致病性。  

参考文献:

[1]  清,曹志艳,董金皋. 玉米大斑病菌小柱孢酮脱水酶基因(scd)的克隆与功能分析[J]. 微生物学报,200747(6)1013-1018.

[2]  真,杜妍娴,李希清. 黑色素与常见病原真菌致病性的关系[J]. 中国真菌学杂志,20116(6)373-376.