探索剧毒蘑菇中毒素“鹅膏毒肽”的合成机制

   日期:2019-05-08     浏览:22    
核心提示:剧毒蘑菇可致人于死地,原因在其含有毒素物质。记者21日获悉,中国科学院昆明植物研究所的一项研究成果发现,属于不同科别的剧毒蘑菇,能合成相同的、令人毛骨悚然的“鹅膏毒肽”,源于早年发生的基因水平转移事件。
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  剧毒蘑菇可致人于死地,原因在其含有毒素物质。记者21日获悉,学院昆明植物研究所的一项研究成果发现,属于不同科别的剧毒蘑菇,能合成相同的、令人毛骨悚然的“鹅膏毒肽”,源于早年发生的基因水平转移事件。

  什么是“鹅膏毒肽”?

  鹅膏毒素学名amanitin,分子式C39H54N10O13S,是从剧毒磨菇中分离出来的一种多肽物质,属于毒伞肽类毒素,是一种强烈毒素,其毒性要强于毒鼠强,它可在几天之内摧毁人们的肝和肾,人们会清醒的感受到来自于身体的极度疼痛,直至昏迷、死亡。

  含有鹅膏肽类毒素的蘑菇种类

  含有鹅膏肽类毒素的蘑菇主要有鹅膏属、盔孢伞属和环柄菇属中的一些种类,但导致人们中毒死亡的绝大多数是鹅膏菌属的种类。在欧洲,导致死亡的95%是由毒鹅膏所致,因此人们对于鹅膏肽类毒素的研究所用材料主要来自毒鹅膏。最近的研究表明毒鹅膏在美国、南非、马来西亚、墨西哥、澳大利亚、印度等国家也有分布和中毒事件发生。我国鹅膏菌种类相当丰富,迄今为止,我国此属已记载约100种,但很多种类沿用了欧洲、北美的鹅膏菌名称,如一些很重要的有毒鹅膏菌沿用了欧洲的毒鹅膏、白毒伞、鳞柄白毒伞等。在我国及东亚地区,主要的剧毒鹅膏菌有灰花纹鹅膏、致命鹅膏和黄盖鹅膏白色变种。

  中毒症状

  含有鹅膏肽类毒素的蘑菇引起的中毒症状明显表现出四个阶段:

  潜伏期(8~12h),误食鹅膏菌后,一般发病较慢,有6~12小时的潜伏期,也有病例到20小时后才出现中毒症状,这一点对于诊断具有很高的价值,因为大多数其它低毒蘑菇食用后2小时以内就表现出症状;

  胃肠炎期(8~48小时),潜伏期过后出现恶心、呕吐、腹痛、“霍乱型”腹泻等肠胃症状;

  假愈期(48~72小时),胃肠期过后,症状消失,近似康复,1~2天内无明显易见症状;

  内脏损害期(72~96小时),假愈期过后,患者重新出现腹痛、带血样腹泻等症状,病情迅速恶化,出现肝功能异常和黄疸,肝肿大,这种损害可通过肝脏酶血清浓度、谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)、谷氨酸丙酮酸转氨酶(GPT)和乳酸脱氢酶(LDH)的变化来进行诊断,随着这些酶活性的增加,血凝性被严重扰乱,引起内出血,最后导致肝、肾、心、脑、肺等器官功能衰竭,5~8天病人死亡。

  研究“鹅膏毒肽”的合成机制

  据中国科学院东亚植物多样性与生物地理学重点实验室罗宏副研究员介绍,毒素是蘑菇因自我生存的需要而产生的,它可驱走对其有伤害的昆虫或其它动物,让后代孢子有机会成熟并得以传播和繁衍。因此,一些蘑菇进化出了高效的“毒素生产线”,增强了其生存适应能力。早在100多年前,人们就已发现世界上最毒的鹅膏属、盔孢伞属和环柄菇属之间的亲缘关系较远,分别隶属分类学中三个不同的科,但却都能合成同一类毒素——鹅膏毒肽。但是,对这三大类剧毒蘑菇的“鹅膏毒肽生产线”如何进化而来,却众说纷纭。

  最近,中国科学院昆明植物研究所的研究团队发现,合成鹅膏毒肽的机制大大出乎人们的想象。这几种毒蘑菇的祖先,早年曾有共处同一生境的经历,它们通过基因水平转移的方法,将环柄菇或接近环柄菇的剧毒蘑菇合成毒素的基因“山寨”了一份,加入到自己的基因中去,这个机制非常复杂,在其它生物或许要经历几万年才能进化而来。

  研究还发现,“山寨”过来的基因,是从环柄菇到盔孢伞再到鹅膏分步骤实现的,鹅膏最后才获得这一毒素合成“秘方”,但却进化出了合成新毒素的能力,因此其毒性超过了盔孢伞和环柄菇,变身“毒王”,成为90%蘑菇中毒致死事件的罪魁祸首。

  此项研究为解析剧毒蘑菇的产毒机制,以及今后基于基因组、基因工程等手段精准挖掘和利用毒素资源,为科学检测和预防此类蘑菇中毒,提供了基础性的科学依据。研究成果已在线发表在《国际菌物协会会刊》上。

  
 
日期: 2019-05-08
标签: 剧毒蘑菇 中国科学院 学院
 
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