植物多糖降解酶（纤维素酶、木聚糖酶、生淀粉酶）在植物生物质生物炼制工业中具有巨大的应用价值，但是目前对真菌植物多糖降解酶的生物合成机理所知有限。近日，冯家勋团队分别在《PLoS Genetics》(生物学二区，TOP期刊)和《Communications Biology》（生物学二区）连发两篇研究论文，题目分别为“Arginine methyltransferases PRMT2 and PRMT3 are essential for biosynthesis of plant polysaccharide-degrading enzymes in Penicillium oxalicum”和“Regulation of fungal raw-starch-degrading enzyme production depends on transcription factor phosphorylation and recruitment of the Mediator complex”，深入阐明了草酸青霉植物多糖降解酶合成的调控机理。同时，在《Critical Reviews in Biotechnology》（工程技术一区，TOP期刊）发表综述论文“Every road leads to Rome: Diverse biosynthetic regulation of plant cell wall-degrading enzymes in filamentous fungi Penicillium oxalicum and Trichoderma reesei”，深入剖析了宿主特异性对真菌植物多糖降解酶合成调控的影响。

在《PLOS Genetics》研究成果中，转录因子CxrA是激活草酸青霉主要纤维素酶和木聚糖酶基因表达的调控因子。CxrA的调控功能依赖于第94位精氨酸（R）的甲基化。精氨酸甲基化转移酶PRMT2负责甲基化R94，且正向介调草酸青霉纤维素酶和木聚糖酶的产生。精氨酸甲基化转移酶PRMT3体外相互结合但不甲基化多肽CxrA_Δ1-60，负向介调草酸青霉纤维素酶和木聚糖酶的产生，其对CxrA从细胞质进入细胞核起关键作用（图1）。

图1 草酸青霉关键转录因子CxrA的调控机理模式图（Zhao et al. 2023, PLoS Genet）

在《Communications Biology》研究成果中，转录因子RsrA正向调控草酸青霉生淀粉酶的生物合成。CxrA的调控功能依赖本身的磷酸化水平，以及对转录中介复合体亚基Med6和Med31的招募（图2）。

图2 草酸青霉关键转录因子RsrA的调控机理模式图（Ning et al. 2023, Commun Biol）

在《Critical Reviews in Biotechnology》论文中，从宿主特异性的角度全面归纳和总结了丝状真菌草酸青霉和里氏木霉中植物细胞壁降解酶生物合成的调控因子，绘制了植物细胞壁降解酶合成的调控网络（图3），并提出了建设性的评论观点以及将来的研究方向。

图3 草酸青霉和里氏木霉纤维素酶和木聚糖酶基因的表达调控网络图（Zhao et al. 2023. Crit Rev Biotechnol）

以上所有成果均是betway必威西汉姆联官网为第一单位，其中《PLoS Genetics》论文中，betway必威西汉姆联官网冯家勋教授、赵帅教授为共同通讯作者，赵帅、硕士生莫丽香和李文通为并列第一作者；在《Communications Biology》论文中，betway必威西汉姆联官网冯家勋教授、赵帅教授为共同通讯作者，博士生宁远妮为第一作者；在《Critical Reviews in Biotechnology》论文中，betway必威西汉姆联官网冯家勋教授、上海交通大学赵心清教授为共同通讯作者，betway必威西汉姆联官网赵帅教授和博士生张婷为并列第一作者。所有工作获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划、亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室自主研究课题的资助。