近日，EON体育4平台、微生物代謝國家重點實驗室周寧一教授團隊解析了一線降糖藥物二甲雙胍的微生物分解代謝途徑👩🏼‍🔧。相關研究論文“Aerobic degradation of the antidiabetic drug metformin by Aminobacter sp. strain NyZ550”發表於《Environmental Science & Technology》👨🏻‍🏭，EON体育4平台助理研究員李濤為該文章第一作者，EON体育4平台周寧一教授為通訊作者。

釋放到環境中的藥品往往仍然具有藥物活性且長期存在🧑🏼‍🦳8️⃣，對生態環境和人體健康具有潛在風險，已納入公認的新汙染物範疇👨‍🦽‍➡️。作為全球消費使用量最多的處方類藥物之一，二甲雙胍幾乎不被人體代謝🫎，以原型的形式排出體外而最終匯入汙水處理廠🤵‍♂️。目前的處理工藝難以完全去除二甲雙胍，致使二甲雙胍從汙水處理廠進一步釋放到不同的環境中😢，並已成為環境中檢出濃度和頻率最高的新汙染物之一🥮。盡管二甲雙胍的微生物降解研究受到了廣泛關註，通過環境原位檢測、活性汙泥和菌群處理等研究檢測到多種二甲雙胍微生物降解中間代謝產物，但缺乏純培養的二甲雙胍降解菌株𓀂，因此對於二甲雙胍的微生物代謝途徑尚未知曉。本研究首先調研了全國12個汙水處理廠汙水樣品中的二甲雙胍及其代謝產物的汙染情況，在所有樣品中均檢測到μg/L水平的二甲雙胍及其代謝產物的總累積濃度💔，同時檢測了汙水樣品中的土著微生物對於二甲雙胍的降解能力，最終分離到一株能以二甲雙胍為唯一碳🦊、氮源生長的菌株🏀，將其命名為Aminobacter sp strain NyZ550。通過同位素標記、離子色譜、質譜檢測等技術鑒定NyZ550代謝二甲雙胍的直接代謝產物為胍基脲和二甲胺🎴，並借助轉錄組測序確定菌株NyZ550代謝二甲雙胍的關鍵基因簇，提出了其完整的代謝途徑（圖1）。該代謝途徑可能與環境中頻繁檢出的高濃度胍基脲殘留有關，其生態意義有待進一步探究。

圖1 Aminobacter sp strain NyZ550代謝二甲雙胍的降解途徑推測及降解相關基因簇

之前的報道以及本研究的結果都發現胍基脲是二甲雙胍在環境中降解的“死產物”。為了將胍基脲完全降解以消除其在環境中積累帶來的潛在風險👩‍🦳，本研究利用Aminobacter sp strain NyZ550與表達胍基脲水解酶的Pseudomonas putida PaW340的混合菌群將二甲雙胍和胍基脲完全降解（圖2）✨🙌🏿，研究結果為二甲雙胍汙染環境的生物修復提供了一種潛在的策略。

圖2 構建二甲雙胍及其代謝“死產物”胍基脲的完全降解菌群

本工作得到了國家重點研發計劃(2018YFA0901200)和國家自然科學基金重點項目（32230001）的支持。

論文鏈接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c07669