了解病原真菌如何构建它们的碳水化合物盔甲

在Nature Communications 上发表的一项新研究中，来自路易斯安那州立大学化学系的王拓副教授和他的研究团队揭示了真菌细胞壁的分子结构和对压力的结构反应，有助于开发针对细胞壁的抗真菌药物成分。

威胁生命的真菌感染每年影响全球数百万人的健康。由于市售药物的功效有限，对新型抗真菌化合物的需求正在上升。

Wang 研究小组研究了真菌多糖的结构动力学及其对细胞壁应激的反应。具体而言，该团队检查了烟曲霉的细胞壁，烟曲霉是一种真菌病原体，可在免疫功能低下的个体中引起危及生命的疾病。

该研究团队将其在固态核磁共振波谱方面的专业知识与使用烟曲霉的多个突变体的功能基因组学方法相结合，每个突变体一次选择性地消除一种类型的结构碳水化合物。

“这种研究策略使我们能够通过跟踪去除成分后细胞壁结构的变化来评估每种主要碳水化合物的结构作用，”Wang 说。“光谱方法使用完整的真菌细胞壁提供了多糖和相关蛋白质结构的原子分辨率，没有任何可能扰乱这些生物分子天然状态的处理。”

这些数据导致了真菌细胞壁组织和五类多糖组装的修订模型的发展，包括几丁质、β-葡聚糖、甘露聚糖、α-葡聚糖和半乳糖氨基半乳聚糖。研究结果证实了 α-葡聚糖在细胞壁结构中的一个被忽视但突出的作用。突变体产生更硬、更防水的细胞壁以提供更好的保护，这可能是这些微生物用来处理压力的一般机制。

该研究涉及与法国巴斯德研究所、希腊克里特大学以及中国广西科学院和中国科学院的科学家进行跨学科合作。参与这项研究的科学家们还利用了位于佛罗里达州塔拉哈西的国家科学基金会国家高磁场实验室的仪器。

“既然我们揭示了真菌用来应对细胞壁缺陷的结构原理，现在是时候探索真菌如何重建这种碳水化合物装甲以在抗真菌治疗和恶劣环境中生存，”王说。

他们的发现和方法可能开辟一条新的研究途径，在许多不同的致病真菌物种中观察这些复杂的生物材料，并评估新型抗真菌分子的作用模式，这将有助于对抗侵袭性真菌感染。

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