近日，食品與生物工程學(xué)院張紅印教授團(tuán)隊(duì)在頂級(jí)期刊《尖端科學(xué)》（Advanced Science）在線(xiàn)發(fā)表論文Identification and application of a novel patulin degrading enzyme from Meyerozyma guilliermondii。博士生張鈺為第一作者，張紅印教授、楊其亞副教授為共同通訊作者，課題組趙倩華、Solairaj、Esa、張樂(lè)和白雪參與該項(xiàng)工作。
展青霉素（Patulin，PAT）是一種劇毒的真菌次級(jí)代謝產(chǎn)物，主要由擴(kuò)展青霉分泌產(chǎn)生，可污染蘋(píng)果、梨果、葡萄等水果及其制品。PAT對(duì)動(dòng)物及人體的危害主要表現(xiàn)為致癌性、免疫毒性、生殖毒性、皮膚毒性、腸毒性、肝毒性及腎毒性。傳統(tǒng)控制PAT污染的物理和化學(xué)方法均存在一定的缺陷與不足，而生物法因其安全和高效性受到廣泛關(guān)注。生物法主要通過(guò)微生物及其產(chǎn)生的酶脫除PAT，而酶促脫毒技術(shù)可避免微生物的二次污染，更具工業(yè)化應(yīng)用前景。然而，目前文獻(xiàn)中報(bào)道的PAT生物降解酶的種類(lèi)、數(shù)量及性能均有限，亟需篩選和鑒定新型高效的PAT降解酶，解析其酶學(xué)性質(zhì)和催化機(jī)制，從而開(kāi)發(fā)性能優(yōu)異的固定化酶，以期推動(dòng)工業(yè)化生產(chǎn)與應(yīng)用。
該研究聯(lián)合RNA-seq及分子對(duì)接技術(shù)分析了Meyerozyma guilliermondii降解PAT的分子機(jī)制，發(fā)現(xiàn)M. guilliermondii通過(guò)增強(qiáng)抗氧化脅迫、GSH代謝、DNA損傷修復(fù)、DNA復(fù)制、生長(zhǎng)和繁殖、抗性和耐藥、潛在降解酶的解毒以及鋅指轉(zhuǎn)錄因子的調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)來(lái)解除或降低PAT脅迫造成的有害影響。該研究還篩選到了一個(gè)新型PAT降解酶（短鏈脫氫酶/還原酶（short-chain dehydrogenase/reductase，MgSDR1））。MgSDR1可在2 h內(nèi)將10 μg/mL初始濃度的PAT轉(zhuǎn)化為無(wú)毒的E-ascladiol。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，生物降解過(guò)程對(duì)新鮮梨汁的品質(zhì)沒(méi)有負(fù)面影響。此外，結(jié)合分子對(duì)接及氨基酸定點(diǎn)突變技術(shù)分析了催化三聯(lián)體（Ser174、Tyr188和Lys192）對(duì)MgSDR1降解PAT能力的影響，將上述三個(gè)氨基酸殘基突變?yōu)楸彼岷螅蛔兊鞍讕缀醪荒芙到釶AT，表明MgSDR1的催化三聯(lián)體在PAT降解過(guò)程中發(fā)揮重要作用。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32172641；32272383）和江蘇省研究生科研創(chuàng)新項(xiàng)目（KYCX23_3632）的資助。（食品與生物工程學(xué)院）
文章鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202501146
