2024年11月，江桂斌院士课题组曲广波等在溴代阻燃剂的肠道微生物转化研究取得新进展，相关研究以“Biotransformation of Tetrabromobisphenol A and Its Analogs by Selected Gut Bacteria Strains: Implications for Human Health”为题，发表于Environmental Science & Technology期刊。
四溴双酚A（TBBPA）是产量与应用最大的溴代阻燃剂，广泛存在于不同的环境介质中。TBBPA及其类似物可产生内分泌干扰、神经毒性、脂质代谢紊乱等健康风险。经口暴露是人类接触这些物质的重要途径，而肠道菌群在其转化中的作用与机制尚有待深入研究，这对于全面理解TBBPA及其类似物的毒性机制和潜在健康风险具有重要意义。
基于此，研究团队利用7种具有代表性的肠道细菌对TBBPA及其四种类似物（TCBPA、TBBPS、TBBPA-MAE和TBBPA-MDBPE）的转化进行了研究。结果表明，肠道菌群可将这些化合物转化生成9种代谢产物，其中6种为首次被报道的鼠李糖基化产物。这项研究揭示了鼠李糖基化作为TBBPA类化合物独特的微生物转化途径。通过基因组和系统发育分析鉴定出转化菌Clostridium manihotivorum中编码鼠李糖基转移酶（CmRT）的C1.1_02053基因，在TBBPA暴露下的表达水平显著上调。分子对接分析揭示了CmRT与TBBPA结合的活性位点，并确定了其中五个关键氨基酸残基。分子动力学模拟显示，与不能被糖基化的双酚A（BPA）相比，CmRT-TBBPA类物质的复合物具有高度稳定性，进一步支持CmRT在催化TBBPA类似物的鼠李糖基化中的作用及其底物特异性。通过动态代谢组学分析，该研究揭示了TBBPA暴露对C. manihotivorum代谢活动的扰动效应，发现了与鼠李糖基转移酶相关的关键代谢通路发生了与转化过程密切相关的变化。这些变化主要集中在核苷酸糖代谢和嘧啶代谢途径，表明TBBPA暴露会导致细菌在早期暴露阶段出现强烈的代谢压力，并通过调节生物化学活动来逐渐适应这种压力。该研究揭示了肠道微生物对环境污染物独特转化中的作用，为理解污染物通过肠道菌群影响宿主健康提供了新的视角。
图1. TBBPA、TCBPA、TBBPS、TBBPA- MAE和TBBPA-MDBPE的转化途径
东北大学联合培养博士生吕美林为论文第一作者，通讯作者为中国科学院生态环境研究中心研究员曲广波研究员和刘艳娜副研究员。该研究得到了国家自然科学基金杰出青年基金、中国科学院战略重点研究项目、重大项目、面上项目、国家重大仪器研制项目的支持。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.est.4c10434
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