桦木多糖调控桦褐孔菌生物活性多糖合成的代谢机制研究

本研究针对桦褐孔菌(Inonotus obliquus )生物活性多糖合成效率低的问题，通过添加桦木源多糖(C-48/H-0)进行深层发酵实验，发现其通过抑制PGI（磷酸葡萄糖异构酶）、激活PGM（磷酸葡萄糖变位酶）和UGP（UDP-葡萄糖焦磷酸化酶）调控糖代谢流向，使胞外多糖α-葡萄糖苷酶抑制活性提升3-4倍，转录组分析揭示其对糖酵解、TCA循环及戊糖磷酸途径的差异化调控机制，为真菌多糖的定向合成提供新策略。

　　

在天然药物开发的热潮中，桦褐孔菌(Inonotus obliquus
)因其抗糖尿病、抗癌等功效备受关注，其核心活性成分——多糖的合成效率却长期受限。传统发酵工艺面临碳源利用率低、目标产物活性不足等瓶颈，而真菌多糖合成的酶调控网络仍存在大量未知环节。这一背景下，中国研究人员通过创新性地引入桦木源多糖作为代谢诱导剂，揭开了真菌"糖工厂"的调控密码。

研究团队采用荧光标记示踪、酶活检测和Illumina高通量测序三大关键技术，系统解析了两种桦木多糖(C-48纤维素衍生物和H-0半纤维素提取物)对桦褐孔菌深层发酵过程的调控作用。通过建立包含菌株CT5的发酵体系，动态监测了菌体生物量、胞外多糖产量及关键酶活性变化，并结合转录组数据构建代谢网络模型。

【Effects of C-48 and H-0 on polysaccharide activity】
实验显示，C-48使菌体生物量提升36.5%（0.542 vs 0.397 g/100mL），其诱导合成的胞外多糖对α-葡萄糖苷酶的抑制活性达对照组的4.09倍。酶活分析发现C-48显著抑制PGI（降低糖酵解分流），同时将PGM和UGP活性分别提升2.3倍和1.8倍，促使葡萄糖-1-磷酸向UDP-葡萄糖（多糖前体）转化。

【Transcriptomic regulation mechanism】
转录组揭示C-48通过下调糖酵解基因pfkA
、pykA
和TCA循环基因acnA
，同步上调戊糖磷酸途径的tktB
（转酮酶），推动5-磷酸核糖等前体积累。而H-0则特异性激活糖苷水解酶基因bglA
，促进多糖降解产物的再利用。这种"碳流重编程"效应使UDP-葡萄糖库容量扩大2.7倍。

【Conculsion】
研究首次证实外源多糖可通过"代谢信号放大器"作用重塑真菌碳代谢格局：C-48直接增强己糖单磷酸支路，H-0则通过戊糖互变间接调控。这种级联反应使胞外多糖得率提升58%，且产物具有显著降血糖潜力。该发现不仅为I. obliquus
工业化培养提供新方案，更创立了"多糖诱导多糖"的代谢工程新范式，相关机制可拓展至其他药用真菌的定向改造。论文发表于《Food Bioscience》，通讯作者为Tong Shisheng和Liu Ping团队。