北极永冻层来源Penicillium citrinum的呼吸代谢与双相生物碱合成机制研究

来自俄罗斯的研究团队针对极地真菌Penicillium citrinum VKM F-4043D展开代谢调控研究，揭示该菌株利用琥珀酸和甘露醇时，细胞呼吸活性与喹啉生物碱（quinocitrinines A/B）及麦角生物碱（agroclavine-I/epoxyagroclavine-I）的双相合成动态关联。创新性发现其呼吸链存在细胞色素主通路与氰化物抗性替代通路（AOX）的协同调控，且葡萄糖底物会抑制生物碱合成。该研究为极端环境微生物次级代谢调控提供新见解。

　　

在北极永冻层分离的真菌Penicillium citrinum VKM F-4043D展现惊人的代谢天赋——能同步合成喹啉类生物碱（quinocitrinines）和麦角类生物碱（ergot alkaloids）。当以琥珀酸或甘露醇为食时，其呼吸作用呈现精彩的双重奏：氧气消耗曲线与菌体生长、生物碱合成完美同步，峰值时刻三者竟神奇重合！

更令人称奇的是，其线粒体藏着两套电子传递方案：常规细胞色素通路遭遇抑制剂抗霉素A时，备用的氰化物抗性通路（AOX）立即接管，独力支撑菌体生长和生物碱工厂运转。而用葡萄糖喂养时，整个生物碱合成流水线竟集体罢工——这暗示碳源选择能直接调控代谢开关。这些发现不仅揭示极端环境微生物的生存智慧，更为天然药物开发提供了新颖的代谢工程靶点。