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New bioactive secondary metabolites from fungi: 2024
第一作者：包美艳 中国科学院微生物研究所；石颖 中国科学院微生物研究所
通讯作者：刘玲 中国科学院微生物研究所 研究员、博士生导师
DOI：10.1080/21501203.2025.2526772
真菌能产生结构新颖、活性广泛的次级代谢产物，是创新药物先导化合物的重要来源。近年来，随着深海、极地等特殊生境真菌资源的持续发掘，以及先进分离鉴定技术、多组学分析与生物信息学等方法的综合应用，真菌次级代谢产物的研究取得了显著进展。
2025年7月，中国科学院微生物研究所刘玲研究员团队在Mycology期刊发表了题为New bioactive secondary metabolites from fungi: 2024的年度综述。该研究系统整理总结了907个结构新颖的真菌天然产物，结构类型涵盖了萜类（362个）、聚酮（284个）、生物碱（108个）、小分子肽（75个）、糖苷（50个）和甾体（28个），多数化合物具有显著的抗细菌、抗真菌、抗肿瘤及抗炎等活性。该研究在2023年发表的同系列综述New Bioactive secondary metabolites from fungi: 2023基础上，系统总结了2024年真菌源活性次级代谢产物的化学结构、生物活性及关键研究策略等，并通过比较两年研究数据的异同，进一步分析了真菌源活性次级代谢产物的研究趋势，为真菌天然药物研发提供指导。
Part.02 研究概览
结构类型
研究团队共统计2024年新型真菌源次级代谢产物907个（含26对异构体），较2023年报道的553个新化合物增长64.01%。从结构类型分布看，萜类化合物占比最高（40%），其次为聚酮（31%）及生物碱（12%）。值得注意的是，萜类新化合物的发现数量较2023年激增153.10%，这也凸显了萜类化合物在真菌次级代谢产物中的重要地位（图1）。
图1. 2024年来源于真菌的新化合物数目。（a）按结构类型分类；（b）2023年与2024年结构类型对比分析。
菌株来源
通过对菌株来源统计分析表明，2024年新化合物主要来源于植物内生真菌（38%）和海洋真菌（30%），二者合计占比超过2/3，显著高于其他来源（图2）。该分布特征与2023年的数据高度一致（图2），进一步证实了植物内生真菌和海洋真菌是活性天然产物的两大重要来源。
图2. 2024年来源于真菌的新化合物数目。（a）按真菌来源分类；（b）2023年与2024年真菌来源的比较。
研究策略
对2024年真菌来源天然产物研究策略分析表明，传统方法仍占主导地位（占比超60%），但较2023年呈现明显下降趋势（图3）。与此同时，分子网络策略、共培养技术及沉默生物合成基因簇激活策略等研究方法的应用呈现显著增长态势（图3）。这一研究策略的转变说明传统方法虽具有不可替代性，但在挖掘新结构方面的局限性也日益凸显，而新兴技术的快速发展为突破该瓶颈提供了有效途径。未来传统方法与创新技术的协同融合将有望进一步拓展真菌天然产物的化学多样性空间。
图3. 2024年来源于真菌的新化合物数目。（a）按研究策略分类；（b）2023年与2024年研究策略比较分析。
生物活性
对907个真菌天然产物的活性统计分析发现，这些新化合物中47.3%表现出显著的生物活性，包括抗细菌、抗真菌、细胞毒性、抗炎及酶抑制等活性。其中抗真菌活性化合物和细胞毒活性化合物占比最高，抗炎活性化合物次之（图4），这些活性化合物为新药研发提供了丰富的先导化合物资源。
图4. 2024年新型真菌天然产物的生物活性与结构类型分布。
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