本網(wǎng)訊 近日，學(xué)校資源與環(huán)境學(xué)院吳祥為教授團(tuán)隊(duì)在環(huán)境科學(xué)與水資源領(lǐng)域國(guó)際頂級(jí)期刊《Water Research》上發(fā)表題為“Revealing the anaerobic biodegradation pathway and mechanism of sulfamethoxazole by a novel Cupidesulfovibrio sp. strain SA-9”的研究論文。
磺胺甲惡唑（Sulfamethoxazole，SMX）屬于磺胺類(lèi)抗生素，廣泛用于畜禽養(yǎng)殖和醫(yī)療業(yè)預(yù)防和治療細(xì)菌性感染的疾病，在生物體內(nèi)難以代謝，大量使用后易進(jìn)入環(huán)境導(dǎo)致殘留污染、誘發(fā)細(xì)菌抗藥性并增加抗生素抗性基因傳播風(fēng)險(xiǎn)。微生物是環(huán)境中SMX殘留污染削減的主要驅(qū)動(dòng)力。好氧微生物主要通過(guò)苯環(huán)與磺胺鍵的斷裂途徑降解SMX，三組分黃素依賴(lài)型單加氧酶（SadABC）利用黃素單核苷酸、NADH和氧氣作為輔因子催化SMX降解生成3-氨基-5-甲基異惡唑（3-amino-5-methylisoxazole，3A5MI）、二氧化硫和偏苯三酚，但產(chǎn)物3A5MI不易降解且仍具有抗菌活性。厭氧微生物在地球元素循環(huán)以及污染物的去除過(guò)程中扮演著重要角色，但哪些厭氧微生物以何種方式參與SMX的降解尚不清楚。
研究人員通過(guò)富集馴化成功分離獲得一株高效厭氧降解SMX的菌株Cupidesulfovibrio sp. SA-9，該菌株能夠利用硝酸鹽、硫酸鹽和碳酸鹽作為電子受體，丙酮酸鹽和乳酸鹽作為電子供體；其以異惡唑環(huán)還原開(kāi)環(huán)和羥基化以及苯環(huán)氨基的乙?；緩浇到釹MX，且該代謝途徑是一個(gè)脫毒過(guò)程。SMX在A(yíng)BC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的作用下被轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)，ATP合成酶利用質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)合成ATP，為細(xì)胞的各種代謝活動(dòng)提供能量，電子受體在電子傳遞鏈還原酶的作用下產(chǎn)生電子并提供還原力，黃素依賴(lài)型胸苷酸合成酶（FDTS）和鐵氧化還原蛋白（Fd）傳遞電子實(shí)現(xiàn)SMX的降解。生物強(qiáng)化結(jié)果表明菌株SA-9在實(shí)際廢水中修復(fù)SMX的殘留污染效果顯著，且能夠有效消解磺胺類(lèi)抗生素抗性基因sul1/2的傳播。該研究首次闡明了厭氧微生物降解SMX的分子機(jī)制，為厭氧或微氧環(huán)境中磺胺類(lèi)抗生素的原位修復(fù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支撐。
學(xué)校資源與環(huán)境學(xué)院青年教師劉軍委副教授為本論文第一作者，已畢業(yè)25屆生態(tài)學(xué)碩士生楊昕玥為共同第一作者，吳祥為教授為論文的通訊作者。安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)為論文的第一單位。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、安徽省自然科學(xué)基金以及學(xué)校高層次人才經(jīng)費(fèi)等項(xiàng)目的資助。
原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.125118（文圖：劉軍委 初審：葉新 新 復(fù)審：鄭雪林 終審：曹雷）
