COP9信號(hào)復(fù)合體在真菌生長(zhǎng)發(fā)育及次級(jí)代謝過(guò)程中的作用研究進(jìn)展

喬玉楊水英李振輪王芳徐義

（1. 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 土壤多尺度界面過(guò)程與調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400715；2. 西南大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，重慶 400715）

COP9信號(hào)復(fù)合體在真菌生長(zhǎng)發(fā)育及次級(jí)代謝過(guò)程中的作用研究進(jìn)展

喬玉1楊水英2李振輪1王芳2徐義1

（1. 西南大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院 土壤多尺度界面過(guò)程與調(diào)控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，重慶 400715；2. 西南大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，重慶 400715）

COP9信號(hào)復(fù)合體（CSN）是真核生物中高度保守的蛋白復(fù)合物，參與調(diào)控整個(gè)生命過(guò)程，目前的研究主要集中在人類和動(dòng)植物中，而關(guān)于真菌COP9信號(hào)復(fù)合體的研究主要集中在幾個(gè)模式真菌，其他真菌相關(guān)研究較少，國(guó)內(nèi)對(duì)真菌COP9信號(hào)復(fù)合體的研究更少。從真菌COP9信號(hào)復(fù)合體的組成和結(jié)構(gòu)特征、調(diào)控真菌生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)制以及協(xié)調(diào)次級(jí)代謝等方面進(jìn)行綜述，并對(duì)其現(xiàn)存的疑惑進(jìn)行了分析，以期為進(jìn)一步研究COP9信號(hào)復(fù)合體在真菌中的作用提供參考。

COP9信號(hào)復(fù)合體；真菌；生長(zhǎng)；發(fā)育；次級(jí)代謝

真菌在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與人們?nèi)粘Ｉ钪衅鹬匾饔茫恍┱婢苡糜诖笠?guī)模工業(yè)生產(chǎn)制取人類需求的各類產(chǎn)品，如黑曲霉（Aspergillus niger）用于檸檬酸和葡萄糖酸的大規(guī)模工業(yè)發(fā)酵［1，2］，米曲霉（Aspergillus oryzae）用于大豆發(fā)酵、大米糖化以及酒精飲料和米醋的生產(chǎn)［3］。但不少真菌也是植物病原菌，已有研究表明，植物真菌病害導(dǎo)致全世界農(nóng)作物產(chǎn)量損失超過(guò)10%［4］，并且部分真菌還會(huì)感染人類，對(duì)人類健康造成嚴(yán)重問(wèn)題，如煙曲霉（Aspergillus fumigatus）、黃曲霉（Aspergillus flavus）和土曲霉（Aspergillus terreus）的感染可導(dǎo)致人的免疫功能下降，甚至危及生命，而孢子的產(chǎn)生是導(dǎo)致植物病害以及人類感染的主要原因。因此加強(qiáng)真菌生長(zhǎng)、孢子形成和發(fā)育以及次級(jí)代謝的相關(guān)研究，弄清其相關(guān)調(diào)控機(jī)制，對(duì)人類生活、生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及生命健康等都具有重要作用。

COP9 信號(hào)復(fù)合體（COP9 signalosome，CSN）是一種多功能的蛋白復(fù)合物。最早由Wei等［5］在研究擬南芥光形態(tài)學(xué)建成機(jī)制中發(fā)現(xiàn)，該復(fù)合體可通過(guò)泛素降解途徑調(diào)節(jié)植物對(duì)光信號(hào)的應(yīng)答，使植物體完成從暗生長(zhǎng)到光形態(tài)建成的轉(zhuǎn)換，對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育、幼苗成活和抵抗病原物應(yīng)答等起重要作用［6］。有研究表明，COP9信號(hào)復(fù)合體能與眾多真核生物中蛋白激酶、轉(zhuǎn)錄因子、泛素水解酶及泛素連接酶E3等相互作用，影響相關(guān)細(xì)胞信號(hào)通路，對(duì)人和動(dòng)物胚胎的形成與發(fā)育［7］，腫瘤的發(fā)生與發(fā)展［8，9］，真核細(xì)胞DNA損傷修復(fù)［10］，DNA轉(zhuǎn)錄水平的控制［11，12］，細(xì)胞周期及細(xì)胞分化、發(fā)育［13］等起重要作用。

關(guān)于COP9信號(hào)復(fù)合體的研究主要集中在人類和動(dòng)植物中，真菌方面主要集中在構(gòu)巢曲霉、粗糙脈孢菌、裂殖酵母和釀酒酵母等幾個(gè)模式真菌［14］，對(duì)其他真菌的相關(guān)研究相對(duì)較少，國(guó)內(nèi)關(guān)于COP9信號(hào)復(fù)合體的研究起步較晚，真菌COP9信號(hào)復(fù)合體研究更少。Nahlik等［15］和Licursi等［16］的研究表明，COP9信號(hào)復(fù)合體參與了真菌一系列生理生化過(guò)程。本課題組研究發(fā)現(xiàn)煙草疫霉（Phytophthora nicotianae）誘導(dǎo)產(chǎn)孢子囊時(shí)COP9信號(hào)復(fù)合體csn4亞基基因轉(zhuǎn)錄拷貝數(shù)最大，當(dāng)硼抑制煙草疫霉菌產(chǎn)生孢子囊時(shí)，csn4基因的轉(zhuǎn)錄量也顯著減少，這暗示Csn4亞基可能參與調(diào)控?zé)煵菀呙咕咦幽业漠a(chǎn)生［17］。基于以上原因，本文從真菌COP9信號(hào)復(fù)合體的組成和結(jié)構(gòu)特征、調(diào)控真菌生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)制以及協(xié)調(diào)次級(jí)代謝等方面進(jìn)行綜述，以期為進(jìn)一步研究COP9信號(hào)復(fù)合體在真菌中的作用提供參考。

1 真菌COP9信號(hào)復(fù)合體組成及結(jié)構(gòu)特征

除真菌外，COP9信號(hào)復(fù)合體在真核生物中都由8個(gè)亞基（Csn1-Csn8）組成，而真菌的亞基數(shù)量不固定［14］。已有文獻(xiàn)報(bào)道的5種真菌（都是模式生物）中，盤基網(wǎng)柄菌（Dictyostelium discoideum）和構(gòu)巢曲霉（Aspergillus nidulans）有8個(gè)亞基，粗糙脈孢菌（Neurospora crassa）有7個(gè)亞基，裂殖酵母（Schizosaccharomyces pombe）有6個(gè)亞基，釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）只有一個(gè)亞基，即Csn5亞基。但無(wú)論亞基數(shù)量如何變化，真菌COP9信號(hào)復(fù)合體均含有Csn5亞基［18］。這表明Csn5亞基在真菌中的保守性最高且可能對(duì)于COP9信號(hào)復(fù)合體在真菌中發(fā)揮作用是必須的。

通常真菌COP9 信號(hào)復(fù)合體含有兩個(gè)功能結(jié)構(gòu)域：PCI（Proteasome，COP9 and initiation factor 3）和MPN（Mpr1p and Pad1p N-terminal）結(jié)構(gòu)域［19］。PCI結(jié)構(gòu)域一般存在于Csn1-4、Csn7和Csn8亞基中，而MPN結(jié)構(gòu)域存在于Csn5和Csn6亞基中。進(jìn)一步對(duì)PCI結(jié)構(gòu)域的研究表明，PCI結(jié)構(gòu)域由兩個(gè)亞結(jié)構(gòu)域（Subdomain）構(gòu)成：羧基端有一個(gè)“翼狀螺旋”（Winged helix）結(jié)構(gòu)域；氨基端有一個(gè)四肽的重復(fù)單位，一直從PCI結(jié)構(gòu)域氨基酸序列的內(nèi)部延伸到N末端［20］。MPN結(jié)構(gòu)域分為兩類，第一類含有JAMM基序，具有特異性肽酶活性，存在于Csn5亞基中；第二類無(wú)肽酶活性，存在于Csn6亞基中［21，22］。

目前，對(duì)于COP9 信號(hào)復(fù)合體結(jié)構(gòu)域的功能研究還不是很清晰。在研究裂殖酵母的Csn1亞基時(shí)發(fā)現(xiàn)，Csn1與Csn2、Csn3和Csn4亞基都有強(qiáng)烈的相互作用，而位于氨基酸序列C端一側(cè)的PCI結(jié)構(gòu)域?qū)τ诰S持亞基之間的相互作用至關(guān)重要［23］，由此推測(cè)，PCI結(jié)構(gòu)域的功能是維持亞基之間的有效整合，調(diào)節(jié)復(fù)合體穩(wěn)定性，從而保證復(fù)合體的生物學(xué)功能。第一類MPN結(jié)構(gòu)域具有金屬蛋白酶活性，這一活性引發(fā)與泛素相關(guān)的Nedd8（Neural precursor cellexpressed developmentally downregulated 8）從CSN的靶蛋白上脫落，即去Nedd化（Deneddylation），從而抑制蛋白質(zhì)的降解［21，24，25］；第二類MPN結(jié)構(gòu)域由于不存在肽酶活性，可能在CSN的組裝、穩(wěn)定性及活性方面起作用。

此外，典型的八亞基COP9 信號(hào)復(fù)合體、26S蛋白酶體“蓋子”結(jié)構(gòu)（26S proteasome lid）和翻譯起始因子3（Elongation initiator factor 3，eIF3）在氨基酸序列和三維結(jié)構(gòu)上都具有相似性，且COP9信號(hào)復(fù)合體與“蓋子”結(jié)構(gòu)的同源性最高，CSN的每一個(gè)亞基都能在“蓋子”結(jié)構(gòu)中找到與之相似的亞基。這預(yù)示著這些復(fù)合體在功能上可能存在某些聯(lián)系，3種復(fù)合體均通過(guò)影響蛋白質(zhì)的合成和穩(wěn)定性來(lái)調(diào)控蛋白質(zhì)水平，eIF3參與蛋白質(zhì)合成，“蓋子”結(jié)構(gòu)參與蛋白質(zhì)降解，而CSN在蛋白質(zhì)合成和降解中存在多種功能［26］。

2 COP9信號(hào)復(fù)合體調(diào)控真菌生長(zhǎng)發(fā)育的機(jī)制

COP9信號(hào)復(fù)合體在調(diào)節(jié)真菌蛋白翻譯后的加工過(guò)程中發(fā)揮核心作用。近年來(lái)，針對(duì)COP9信號(hào)復(fù)合體生物學(xué)功能的研究主要集中在泛素化途徑中的作用，通過(guò)對(duì)E3-泛素連接酶活性的調(diào)節(jié)來(lái)調(diào)控泛素化降解途徑，從而控制與靶蛋白相關(guān)的生命過(guò)程，最終調(diào)控真菌生長(zhǎng)、發(fā)育，來(lái)響應(yīng)外界生物和環(huán)境因素的變化，使真菌能夠更好的適應(yīng)環(huán)境，維持正常的生命活動(dòng)。

2.1 參與調(diào)控真菌泛素化途徑

泛素化降解途徑是真核細(xì)胞內(nèi)重要的蛋白質(zhì)控制系統(tǒng)，其主要機(jī)理是在ATP的參與下將游離的、非活化狀態(tài)下的泛素分子（Ubiquitin，Ub）通過(guò)E1-泛素活化酶、E2-泛素結(jié)合酶、E3-泛素連接酶使泛素分子被激活并泛素化底物，最終形成泛素鏈，被26S蛋白酶體識(shí)別，使得蛋白質(zhì)降解或活性發(fā)生改變，調(diào)控大部分生命活動(dòng)。

COP9信號(hào)復(fù)合體參與調(diào)控泛素化途徑主要是通過(guò)與Cullins蛋白相互作用。而Cullin蛋白是Cullin-Ring泛素連接酶（CRL，一大類E3-泛素連接酶復(fù)合體的統(tǒng)稱）的組成部分。SCFs（Skp1-Cullin-F-box）是CRL中最大的群體，由Skp1蛋白亞基將Cullin蛋白和F-box連接形成，F(xiàn)-box蛋白亞基用于識(shí)別被標(biāo)記降解的蛋白質(zhì)［27，28］。同時(shí)Cullin蛋白通過(guò)Nedd8進(jìn)行修飾即Nedd化（Neddylation），激活CRL泛素連接酶［29，30］，從而泛素化底物。但是，活化的CRL泛素連接酶不僅能對(duì)靶蛋白進(jìn)行泛素化修飾，還可以催化自身泛素化降解，因此，活化的CRL泛素連接酶很不穩(wěn)定。而COP9信號(hào)復(fù)合體的作用底物恰恰是Cullins蛋白，能夠?qū)edd8從Cullin上脫落下來(lái)即去Nedd化（Deneddylation），從而導(dǎo)致基于Cullin的泛素連接酶失活［14，31］，維持了CRL泛素連接酶的穩(wěn)定性。因此COP9信號(hào)復(fù)合體的主要功能是調(diào)節(jié)蛋白泛素化作用，影響蛋白的功能和穩(wěn)定性，至于其他調(diào)控過(guò)程還需進(jìn)一步研究。

2.2 調(diào)控真菌生物節(jié)律和光信號(hào)響應(yīng)來(lái)影響真菌孢子的形成與發(fā)育

典型的真菌發(fā)育過(guò)程包括無(wú)性發(fā)育和有性發(fā)育兩大過(guò)程。環(huán)境條件適宜時(shí)，真菌通常進(jìn)行無(wú)性發(fā)育，產(chǎn)生無(wú)性孢子，包括游動(dòng)孢子、孢囊孢子、分生孢子及厚垣孢子。在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)后期或環(huán)境不適情況下，真菌轉(zhuǎn)入有性生殖產(chǎn)生有性孢子，包括卵孢子、接合孢子、子囊孢子及擔(dān)孢子。外界環(huán)境條件的變化能夠影響真菌的發(fā)育，尤其是在發(fā)育初期，而COP9信號(hào)復(fù)合體能夠響應(yīng)環(huán)境信號(hào)，來(lái)調(diào)節(jié)真菌孢子的形成和發(fā)育。

目前研究發(fā)現(xiàn)真菌模式生物脈孢菌（Neurospora）正常的生物節(jié)律受CSN復(fù)合體的調(diào)控，其機(jī)制是磷酸化的生物鐘蛋白frequency（FRQ）以F-box蛋白FWD1作為底物受體，通過(guò)CSN維持SCF-FWD1的穩(wěn)定性和活性從而觸發(fā)FRQ振蕩器泛素化來(lái)調(diào)節(jié)生物節(jié)律，而在脈孢菌的csn2突變體中，SCF-FWD1的穩(wěn)定性不能得到維持，使得FRQ蛋白在細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)定存在而不能被降解，破壞生物鐘節(jié)律，從而導(dǎo)致脈孢菌分生孢子產(chǎn)生節(jié)律出現(xiàn)異常［32-34］。

真菌感受光信號(hào)同樣與COP9信號(hào)復(fù)合體有關(guān)。通常黑暗條件有利于構(gòu)巢曲霉在封閉的子實(shí)體（閉囊殼）中產(chǎn)生有性的子囊孢子，從而進(jìn)行有性發(fā)育；光照條件抑制構(gòu)巢曲霉的有性周期，從而有利于分生孢子的形成［35，36］。Busch等［37］研究發(fā)現(xiàn)CSN缺失的構(gòu)巢曲霉無(wú)法感受光信號(hào)，導(dǎo)致光控制的發(fā)育受損，雖然構(gòu)巢曲霉CSN突變體在光條件下也會(huì)引發(fā)有性周期并發(fā)育形成原基，但不能形成成熟的有性子實(shí)體，可能是由于構(gòu)巢曲霉CSN突變體對(duì)氧化應(yīng)激非常敏感而無(wú)法處理細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的ROS信號(hào)［15］，因此在原基階段被阻滯而不能形成子實(shí)體。而關(guān)于velvet復(fù)合體的研究進(jìn)一步證實(shí)了真菌COP9信號(hào)復(fù)合體參與真菌光信號(hào)的響應(yīng)調(diào)控。velvet復(fù)合體是Bayram等在真菌中發(fā)現(xiàn)一個(gè)異源三聚體（VelB/ VeA/LaeA）并命名為velvet復(fù)合體［38］，也是一種調(diào)節(jié)蛋白。該復(fù)合體的VeA亞基是一個(gè)光敏蛋白（能夠感受紅光和藍(lán)光），在VelB和LaeA兩個(gè)亞基之間起橋梁作用，而VeA亞基是一個(gè)高磷酸化蛋白［39］，該蛋白的降解途徑受COP9信號(hào)復(fù)合體控制［14，15］。

此外，研究發(fā)現(xiàn)，COP9信號(hào)復(fù)合體在響應(yīng)光信號(hào)過(guò)程中，還通過(guò)調(diào)節(jié)激素的產(chǎn)生來(lái)調(diào)控真菌的發(fā)育。psi（precocious sexual inducers）因子是一類脂氧化物的信息素，根據(jù)其組成結(jié)構(gòu)和羥基位置的不同分3種（psiA、psiB 和psiC），能夠影響真菌有性和無(wú)性孢子形成［40-42］，它們均由psi因子合成加氧酶Ppo（psi factor producing oxygenases，Ppo）調(diào)控產(chǎn)生，包括PpoA、PpoB、PpoC［43］。3種 psi 因子（psiA、psiB 和psiC）產(chǎn)生的比例決定無(wú)性和有性發(fā)育之間的平衡［41，44］。有研究報(bào)道CSN復(fù)合體缺失會(huì)降低構(gòu)巢曲霉發(fā)育階段ppoC的表達(dá)水平，并且會(huì)伴隨著ppoA表達(dá)的增加，導(dǎo)致構(gòu)巢曲霉有性發(fā)育增加［15］。Tsitsigiannis等［40］的研究同樣表明ppoC基因缺失或ppoA的超表達(dá)都會(huì)增加構(gòu)巢曲霉的有性發(fā)育，然而該研究還顯示，在構(gòu)巢曲霉veA突變體中幾乎沒(méi)有檢測(cè)到ppoA表達(dá)，而在構(gòu)巢曲霉csnD突變菌株中表達(dá)增加，這表明構(gòu)巢曲霉VeA和CsnD均可調(diào)節(jié)ppoA的表達(dá)，且兩者對(duì)ppoA表達(dá)的調(diào)節(jié)呈現(xiàn)出一種拮抗關(guān)系。綜合上述研究結(jié)果，CSN很可能是通過(guò)調(diào)控velvet復(fù)合體進(jìn)一步調(diào)節(jié)ppoA的表達(dá)，并且ppoC缺失或者ppoA超表達(dá)可能是CSN突變體菌株在光下無(wú)法抑制有性發(fā)育的原因之一。

2.3 參與細(xì)胞壁降解酶合成、氨基酸和脂質(zhì)代謝來(lái)調(diào)控真菌生長(zhǎng)

現(xiàn)有研究結(jié)果主要集中于COP9信號(hào)復(fù)合體對(duì)真菌發(fā)育及次級(jí)代謝的影響，關(guān)于COP9信號(hào)復(fù)合體對(duì)真菌生長(zhǎng)影響的報(bào)道較少，但也有研究表明COP9信號(hào)復(fù)合體能夠影響真菌正常的生長(zhǎng)。Nahlik等［15］在研究構(gòu)巢曲霉csnE突變體時(shí)發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞壁降解酶的表達(dá)降低。構(gòu)巢曲霉的csnD或csnE任一基因缺失，與野生型菌株相比均出現(xiàn)細(xì)胞變小的表型［37］。He等［32］發(fā)現(xiàn)，脈胞菌（Neurospora）csn2突變體比野生型的菌絲生長(zhǎng)緩慢，且氣生菌絲較少。綜合上述研究結(jié)果，推測(cè)CSN能夠調(diào)控真菌細(xì)胞壁降解酶的合成，從而對(duì)細(xì)胞壁重塑起到重要作用，進(jìn)一步抑制了真菌的生長(zhǎng)。此外，Licursi 等［16］為了進(jìn)一步表征在釀酒酵母（Saccharomyces cerevisiae）中CSN的功能，利用轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)方法分析表明，Csn5參與調(diào)控氨基酸和脂質(zhì)代謝，特別是細(xì)胞膜上麥角固醇的生物合成，其突變體表現(xiàn)出鋅離子被動(dòng)輸入，這可能是由于麥角固醇含量降低使得細(xì)胞膜對(duì)一價(jià)、二價(jià)陽(yáng)離子的透性增加，進(jìn)而影響了對(duì)鋅離子的吸收。

3 COP9信號(hào)復(fù)合體協(xié)調(diào)真菌次級(jí)代謝產(chǎn)物合成

真菌次級(jí)代謝是指在一定生長(zhǎng)時(shí)期中合成一些對(duì)真菌本身并無(wú)明確作用物質(zhì)的過(guò)程。真菌能夠產(chǎn)生多種多樣的次級(jí)代謝產(chǎn)物，不論從結(jié)構(gòu)還是活性上來(lái)講都較為獨(dú)特，具有很高的研究?jī)r(jià)值，也是目前人類較為關(guān)注的研究熱點(diǎn)。然而，同一菌種在不同環(huán)境下其次級(jí)代謝途徑也會(huì)完全不同［45］，同時(shí)真菌中次級(jí)代謝的控制通常能夠調(diào)控真菌生長(zhǎng)和發(fā)育［14，46，47］。但目前對(duì)于真菌次級(jí)代謝的調(diào)控機(jī)制還不明確。大量研究顯示，對(duì)CSN控制過(guò)程的調(diào)控，可嚴(yán)重影響生物體的次級(jí)代謝。

現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，在植物CSN突變體中赤霉素和茉莉酸的生物合成減少，從而導(dǎo)致對(duì)病原體的抗性減弱、抗壞血酸（維生素C）的生物合成升高［48-50］。在真菌模式生物構(gòu)巢曲霉中，CSN的第五亞基csnE基因缺失，對(duì)構(gòu)巢曲霉的激素類物質(zhì)psi因子產(chǎn)生作用，改變了psi因子之間的比例，從而抑制了構(gòu)巢曲霉無(wú)性發(fā)育，破壞了構(gòu)巢曲霉正常的有性發(fā)育。另外，對(duì)構(gòu)巢曲霉csnE突變體的代謝產(chǎn)物指紋分析結(jié)果顯示，僅在發(fā)育時(shí)期就有超過(guò)100多種代謝物在突變體中富集，如苔色酸的衍生物和雜色曲霉素的中間體等［15］。Busch等［37］在構(gòu)巢曲霉CSN缺陷突變體中發(fā)現(xiàn)有紅色素積累，菌絲呈現(xiàn)紅色；Helmstaedt等［51］對(duì)構(gòu)巢曲霉candA 突變體的研究顯示，菌絲也呈現(xiàn)紅色，而candA是編碼Cand1（Cullin-associated Nedd8-dissociated protein 1）的基因之一，Cand1有助于COP9信號(hào)復(fù)合體的去Nedd化過(guò)程［52］，這一結(jié)果進(jìn)一步說(shuō)明，出現(xiàn)這種紅色表型的關(guān)鍵是neddylation-deneddylation功能失調(diào)，并且進(jìn)一步鑒定表明這種紅色物質(zhì)可能是與苔色酸相關(guān)的代謝物：orcinol、diorcinol、cordyol C、violaceol I和 violaceol II［15］。

此外，目前關(guān)于真菌沉默基因簇的研究引起了研究者的廣泛關(guān)注，而CSN突變體可以激活某些沉默基因簇。Gerke等［53］在研究構(gòu)巢曲霉csnE突變體轉(zhuǎn)錄組中發(fā)現(xiàn)，多個(gè)先前沉默的基因簇被活化，其中包括聚酮合酶（Polyketide synthase，PKS）的編碼基因，而PKS的產(chǎn)物為2，4-dihydroxy-3-methyl-6-（2-oxopropyl）benzaldehyde（DHMBA），進(jìn)一步研究確定DHMBA具有抗菌活性，有研究顯示DHMBA可作為合成azaphilones的中間體［54］，azaphilones是具有吡喃酮-醌結(jié)構(gòu)的顏料，其中一些顯示出生物活性，如抗微生物和抗腫瘤活性［55，56］，并且可能將azaphilones作為未來(lái)的食品著色劑［57］。然而，其他被激活基因簇的相應(yīng)產(chǎn)物尚未得到鑒定，這些代謝物的細(xì)胞或生態(tài)學(xué)功能目前也是未知的。

4 結(jié)語(yǔ)

COP9信號(hào)復(fù)合體作為真核生物中重要的高度保守的調(diào)控蛋白復(fù)合物，自發(fā)現(xiàn)以來(lái)，在生物體中的作用一直備受關(guān)注，國(guó)內(nèi)外已有大量的相關(guān)文獻(xiàn)，但缺乏在真菌中的系統(tǒng)分析研究，同時(shí)存在一些亟待解決的問(wèn)題。關(guān)于COP9信號(hào)復(fù)合體的亞基組成以及所含結(jié)構(gòu)域已基本掌握，但對(duì)于部分真菌所含CSN亞基的數(shù)量以及每個(gè)亞基的功能仍需進(jìn)一步確認(rèn)。另外，結(jié)構(gòu)域的功能以及如何發(fā)揮作用還有待進(jìn)一步的研究。CSN與蛋白酶體“蓋子”結(jié)構(gòu)和翻譯起始因子eIF3具有相似性，但這些復(fù)合體在功能上的聯(lián)系還并不清晰。

目前對(duì)COP9復(fù)合體研究最多的是其對(duì)CRL泛素連接酶的調(diào)控，然而CRL泛素連接酶有很多種，因此，為進(jìn)一步闡明CSN在生物體中的角色，CRL的鑒定將是未來(lái)研究的主要任務(wù)之一。在構(gòu)巢曲霉中僅僅以Cullin1蛋白為核心的SCF（Skp1-Cullin1-F-box）復(fù)合物的底物受體亞基F-box蛋白就有70多種［58］。在構(gòu)巢曲霉中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種SCF，F(xiàn)-box蛋白為GrrA，在該菌子實(shí)體成熟的晚期發(fā)揮著重要的作用［59］。雖然多個(gè)研究結(jié)果已表明COP9復(fù)合體參與調(diào)控真菌產(chǎn)生次級(jí)代謝產(chǎn)物的種類與數(shù)量，包括各種抗生素、真菌毒素等［60］，但其調(diào)節(jié)過(guò)程和機(jī)理并不清楚，難于實(shí)現(xiàn)定向調(diào)控真菌次級(jí)代謝產(chǎn)物，因此加強(qiáng)CSN對(duì)真菌次級(jí)代謝的調(diào)控研究，對(duì)控制真菌次級(jí)代謝的產(chǎn)生、更好服務(wù)于人類經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展具有重要意義。

COP9信號(hào)復(fù)合體能夠調(diào)控真菌發(fā)育，而孢子是導(dǎo)致真菌病害傳播和流行的關(guān)鍵。因此，加強(qiáng)對(duì)COP9信號(hào)復(fù)合體影響病原真菌發(fā)育形成孢子的研究至關(guān)重要。近期本實(shí)驗(yàn)室首次克隆了煙草疫霉csn4基因，并定量分析了csn4基因在煙草疫霉不同生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期的拷貝數(shù)量。研究結(jié)果顯示，在煙草疫霉發(fā)育形成孢子囊時(shí)期csn4基因拷貝數(shù)量比營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段顯著升高（數(shù)據(jù)未發(fā)表）。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)硼抑制煙草疫霉孢子囊形成時(shí)，煙草疫霉的csn4基因轉(zhuǎn)錄數(shù)量相比未處理組顯著減少，這表明COP9信號(hào)復(fù)合體Csn4亞基與煙草疫霉產(chǎn)孢子囊相關(guān)。但具體的生物學(xué)過(guò)程還不得而知，仍需進(jìn)行進(jìn)一步研究。

目前國(guó)際上關(guān)于真菌COP9信號(hào)復(fù)合體的研究主要集中在幾個(gè)模式真菌中，有關(guān)COP9信號(hào)復(fù)合體在真菌生命代謝中的地位與作用還處于積累階段，國(guó)內(nèi)相關(guān)研究更少。因此這些未知領(lǐng)域必將會(huì)吸引無(wú)數(shù)學(xué)者進(jìn)行更多的相關(guān)研究，隨著研究的深入，真菌COP9信號(hào)復(fù)合體的調(diào)控作用將會(huì)越來(lái)越清楚，有助于調(diào)控真菌有益與有害次級(jí)代謝產(chǎn)物、控制病原真菌孢子產(chǎn)生、防控病原真菌對(duì)寄主的侵染。

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（責(zé)任編輯 李楠）

Research Progress on the Role of COP9 Signalosome in Growth，Development and Secondary Metabolism of Fungus

QIAO Yu1YANG Shui-ying2LI Zhen-lun1WANG Fang2XU Yi1
（1. Chongqing Key Laboratory of Soil Multi-scale Interfacial Process，College of Resources and Environment，Southwest University，Chongqing 400715；2. College of Plant Protection，Southwest University，Chongqing 400715）

The COP9 signalosome（CSN）is a highly conserved protein complex in eukaryotes，and is involved in the control of the whole life. At present，the researches on COP9 signalosome are mainly concentrated in humans，animals and plants. The research on fungal COP9 signalosome is mainly focused on several patterns of fungi，relatively few on other fungi，and even less in China. In this paper，we summarized the composition and structure traits，the related regulation mechanisms for growth and development，and the coordination of secondary metabolism of fungal COP9 signalosome. Further，we analyzed the existing doubts about COP9 signalosome，aiming at providing references for further studying the functions of COP9 signalosome in fungus.

COP9 signalosome；fungus；growth；development；secondary metabolism

10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2017.05.003

2016-11-14

國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2016YFC0502303）

喬玉，女，碩士，研究方向：土壤肥土與生態(tài)；E-mail：qy0107@126.com

李振輪，男，博士，研究方向：分子微生物、土壤理化性質(zhì)影響病原微生物致病力的分子機(jī)制；E-mail：lizhlun4740@sina.com