区分聚合物周转与从头生物合成揭示了烟曲霉分生孢子萌发过程中动态的细胞壁重塑

细胞外基质的动态重塑是发育、环境适应以及宿主-病原体相互作用的基础，然而，在完整细胞中区分聚合物周转与从头生物合成仍然是一项重大挑战。在本研究中，我们将高分辨率固体核磁共振与选择性 ^13C 标记策略相结合，在烟曲霉分生孢子萌发过程中区分预存的细胞壁聚合物与新合成的多糖。 萌发伴随着刚性细胞壁的显著重塑，其特征为 β-1,3-葡聚糖减少，而几丁质和 α-1,3-葡聚糖增加；相比之下，可动细胞壁组分总体上保持相对稳定，仅半乳糖胺半乳聚糖的出现构成例外。令人惊讶的是，β-1,3-葡聚糖的周转独立于烟曲霉基因组编码的主要 β-1,3-葡聚糖酶，并且对萌发并非必需。相反，同位素标记实验表明，新近同化的碳被优先导向 α-1,3-葡聚糖的生物合成，而 α-1,3-葡聚糖合酶基因的缺失则触发了几丁质和 β-1,3-葡聚糖的补偿性积累。 这些结果揭示了一种区室化的细胞壁重塑程序，在真菌萌发过程中协调选择性周转与多糖的从头合成，并确立了同位素编辑固体核磁共振作为一种通用方法，用于在复杂碳水化合物基质中区分遗传继承的聚合物与新合成的聚合物。

细胞外基质的动态重塑是发育、环境适应以及宿主—病原体相互作用的基础，然而，在完整细胞中区分聚合物周转与从头生物合成仍然是一项重大挑战。在本研究中，我们将高分辨率固态核磁共振与选择性^13C标记策略相结合，在烟曲霉分生孢子萌发过程中区分预存的细胞壁聚合物与新合成的多糖。萌发伴随着刚性细胞壁的显著重塑，其特征为β-1,3-葡聚糖减少，而几丁质和α-1,3-葡聚糖增加；相比之下，活动性较高的细胞壁组分总体上保持相对稳定，唯有半乳糖胺半乳聚糖的出现例外。令人惊讶的是，β-1,3-葡聚糖周转的进行独立于烟曲霉基因组编码的主要β-1,3-葡聚糖酶，并且这一过程对于萌发并非必需。相反，同位素标记实验表明，新近同化的碳优先被导向α-1,3-葡聚糖的生物合成；而敲除α-1,3-葡聚糖合酶基因则会触发几丁质和β-1,3-葡聚糖的代偿性积累。这些结果揭示了一种区室化的细胞壁重塑程序，该程序在真菌萌发过程中协调选择性周转与从头多糖合成，并确立了同位素编辑固态核磁共振作为一种通用方法，用于在复杂碳水化合物基质中区分遗传继承的聚合物与新合成的聚合物。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.31.740354v1?rss=1

🏷️ 烟曲霉 分生孢子萌发 细胞壁重塑 多糖生物合成 固体核磁共振 同位素标记