天大张雁与赵惠民实验室合作找到粑粑臭味“元凶”吲哚乙酸脱羧酶

 厌氧菌发酵会产生各种各样维持稳定芳香环的产物（图1）。当由生活在人/动物的肠道菌产生时，这些化合物可以在宿主血液积聚，达到子毫摩尔浓度，并且具有全局的生理或病理效果。因此，详细了解这些发酵途径及其产物对人类健康至关重要。许多发酵细菌能够降解芳香族氨基酸酪氨酸（Tyr），苯丙氨酸（Phe）和色氨酸（Trp）分别形成p - 羟基苯基乙酸酯，苯基乙酸酯和吲哚乙酸酯。有些细菌能够进行一个额外的步骤，脱羧形成挥发性芳香族化合物，如甲酚，甲苯，和粪臭素。这其中，粪臭素是最值得关注的，有明显的粪便臭味，在0.00056 ppm（0.0030 mg / m 3）的阈值下可检测到（甲酚在0.00186 ppm的阈值下检测到（ 0.0082 mg / m 3））。虽然已经鉴定了催化甲酚和甲苯形成的酶，但尚未报道催化粪臭素形成的酶。

粪臭素此前一直被认为来源于细菌代谢，其生化合成途径一直是农业产业很感兴趣的，因为它是肥料难闻气味的主要成分，会引起公猪异味和牛呼吸道感染疾病。细菌来源的粪臭素也在人类中有发现，还曾被发现是肺炎球菌毒素。近日，赵惠民教授实验室与天津大学张艳实验室合作在《Nature Communications》期刊上的一项研究：《Indoleacetate decarboxylase is a glycyl radical enzyme catalysing the formation of malodorant skatole》，通过使用比较基因组学发现吲哚乙酸脱羧酶，它是一种O 2 敏感的甘氨酰自由基酶，催化吲哚乙酸脱羧形成粪臭素，作为某些厌氧细菌中色氨酸发酵的终端步骤。研究人员表征了它的生化特征，并将其与其他甘氨酰基脱羧酶进行了比较。吲哚乙酸脱羧酶可作为鉴定产生粪臭素的环境和人类相关细菌的遗传标记，影响人类健康和畜牧业。

（武美贤  摘译）

 

图1.芳香氨基酸发酵途径