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糖基化是通过调节溶解性、稳定性、生物利用度和生物活性来优化类药物小分子骨架的药代动力学和药效学特性的重要策略。能够修饰各种活性化合物骨架的植物和细菌来源的糖基转移酶已被广泛研究,但来自真菌的糖基转移酶还没有充分的开发。本研究以球孢白僵菌为研究对象,在获得基因组信息的基础上,使用生物信息学与组学工具结合异源表达鉴定了以白僵菌为代表的肉座目真菌中编码甲基葡萄糖基化功能模块的糖基转移酶-甲基转移酶（GT-MT）基因对。使用组合生物合成和生物催化平台,解析了糖甲基化生物合成模块的功能并探索了其应用,具体内容如下:1.结合基因组挖掘和异源表达,确定了球孢白僵菌Beauveria bassiana ARSEF 2860基因组中参与甲基葡萄糖基化修饰的Bb GT86-Bb MT85功能模块,并通过在酿酒酵母BJ5464-Npg A中的异源表达,实现了对苯二酚内脂类（BDLs）聚酮化合物desmethyl-lasiodiplodin（DLD）的糖甲基化修饰。2.利用与?型真菌聚酮合酶基因的组合生物合成结合酚类化合物的底物饲喂,发现Bb GT86显示出良好的底物杂泛性和区域选择性,可以有效地修饰包括聚酮、蒽醌、黄酮类和萘等在内的类药底物,产生具有显著区域和立体特异性的O-和N-糖苷,这些糖苷由Bb MT85特异性地修饰以提供4-O-甲基葡萄糖苷。3.经糖甲基化修饰产生的“非天然”产物溶解度增加,而代表性的聚酮化合物甲基葡糖苷也显示出增强的抗糖苷水解稳定性。在甲基葡萄糖苷化后,发现部分聚酮化合物对特定的癌细胞系具有抗增殖或基质附着抑制活性。经系统进化分析,确定Bb GT86是与已知代表性真菌GTs非直系同源家族的新成员。同时,Bb GT86-Bb MT85以及与其高度同源的肉座目真菌GT-MT模块,在功能上独立于其他生物合成途径。4.此外还确定了四个肉座目真菌-罗伯茨绿僵菌（Metarhizium robertsii ARSEF23）、玫烟色棒束孢（Isaria fumosorosea ARSEF2679）、蛹虫草（Cordyceps militaris CM01）和紫色麦角菌（Claviceps purpurea 20.1）中的新的糖基转移酶-甲基转移酶（GT-MT）功能模块。通过对天然GT-MT模块的拆分并重新组合成混合模块,与原生模块相比,在特异性地实现山奈酚不同位点的糖甲基化上具有相似甚至更好的功效。并且还发现山奈酚的甲基葡萄糖基化显著提高了对东方粘虫幼虫的杀虫活性。本研究通过基因组挖掘和异源表达实现了对包括苯二酚内脂类聚酮化合物在内的类药化合物的甲基葡萄糖苷的组合生物合成,鉴定了球孢白僵菌糖基转移酶-甲基转移酶生物合成模块的糖甲基化修饰功能,拓展了活性化合物的化学空间。研究结果有助于指导底物和产物特异性的真菌糖基转移酶的基因组挖掘,并促进各种天然和非天然糖苷以全生物合成或生物催化形式进行有效地组合生物合成。