蛹虫草（Cordyceps militaris）是典型食药两用虫生真菌。虫草素（3′-脱氧腺苷）是一种发现于蛹虫草中的核苷类抗生素，具有预防放射性溃疡、辅助治疗非酒精性脂肪性肝炎、减轻代谢性炎症、抑制非小细胞肺癌等多种生物活性。其生物合成依赖于蛹虫草中虫草素合酶1（Cns1）和虫草素合成酶2（Cns2）。然而，关于虫草素生物合成及其相关机制的报道较少。

我院微生物生理代谢与绿色发酵团队之前的研究表明（Ma et al., Bioresource Technology, 2023），鱼藤酮可通过调节蛹虫草的能量代谢途径，如Embden-Meyerhof-Parnas途径（EMP）来促进虫草素的生物合成，但其确切的分子机制仍不清楚。为此，团队构建了蛹虫草CM-001菌株的酵母杂交文库，并通过酵母双杂交（Y2H）/三杂交（Y3H）、Pull-down、免疫共沉淀（Co-IP）、表面等离子共振（SPR）等技术，阐明了鱼藤酮通过增强3个重要蛋白Cns1-Cns2-GAPDH（三元复合物）的相互作用，并强化有氧糖酵解途径来增强虫草素生物合成途径的代谢通量，从而促进虫草素合成的机制，研究成果日前以题为“New insights of rotenone targeting cordycepin synthetase 1-cordycepin synthetase 2-glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (Cns1-Cns2-GAPDH) triple complex to enhance cordycepin synthesis in Cordyceps militaris”发表于生物领域Top期刊《International Journal of Biological Macromolecules》（IF 8.5）。毕业博士生马酉初、黄萍为共同第一作者，王晓玲副教授和刘高强教授为通讯作者。

主要结果简介：

1. 使用 Gateway 技术构建了蛹虫草 CM-001菌株的一级文库以及膜和核系统的二级文库（图1）。

图1 以Cns2为诱饵，利用基于Gal4的酵母双杂交cDNA文库筛选相互作用蛋白的工作流程

2. 酵母双杂交（Y2H）、GST pull-down和Co-IP结果确定了GAPDH与Cns2直接互作（图2）。此外，通过使用 SPR（表面等离子共振）技术证实了GAPDH与Cns2 特异性结合，解离常数（K_D）为0.536 μM（图2）。

图2 GAPDH直接与Cns2相互作用

3. Co-IP、酵母三杂交（Y3H）结果揭示了GAPDH、Cns1和Cns2在蛹虫草中形成了三元复合物，而鱼藤酮处理增加了Cns1-Cns2-GAPDH的相互作用。此外，分子动力学模拟显示Cns1-Cns2-GAPDH复合物在模拟过程中保持了高度的结构完整性和动态稳定性（图3）。

图3 鱼藤酮促进GAPDH-Cns1-Cns2三元复合物的相互作用

【全文链接】https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2025.148689