上海交通(http://www.weberwork.com/sell/l_19/)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院、微生物代謝國家重點實驗室的周寧一教授團(tuán)隊在二甲雙胍的微生物分解代謝機(jī)制研究方面取得了重要進(jìn)展。相關(guān)研究論文“Discovery of a Ni2+-dependent heterohexameric metformin hydrolase”發(fā)表在《Nature Communications》上。該研究的第一作者為李濤博士，通訊(http://www.weberwork.com/sell/l_25/)作者為周寧一教授，共同作者還包括許芷菁、張淑婷、徐佳、潘飄飄四位博士研究生。

 

二甲雙胍是一種廣泛使用的抗糖尿病藥物，因其在多種疾病治療中的潛在作用而受到關(guān)注。然而，二甲雙胍?guī)缀醪槐蝗梭w代謝，大部分以原型形式排出體外，進(jìn)入污水處理(http://www.weberwork.com/sell/l_38/)系統(tǒng)，并最終排放到環(huán)境中，成為一種新的污染物。

 

主要研究發(fā)現(xiàn)

二甲雙胍水解酶的發(fā)現(xiàn)：研究團(tuán)隊在菌株Aminobacter sp. strain NyZ5501中鑒定了催化二甲雙胍降解起始反應(yīng)的水解酶。這是一種依賴于鎳離子的水解酶，不同于通常依賴錳離子的精氨酸家族酶。

酶的結(jié)構(gòu)特點：該酶由兩個不同的亞基組成，形成異源六聚體結(jié)構(gòu)。其中一個亞基具有金屬離子催化中心，另一個亞基雖然失去了金屬離子結(jié)合能力，但在維持酶的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用。

酶的分布：通過數(shù)據(jù)庫檢索和酶活性分析，研究團(tuán)隊在多種來源的環(huán)境細(xì)菌中發(fā)現(xiàn)了功能性二甲雙胍水解酶，這些酶主要分布在四個門：Proteobacteria（變形菌門）、Actinomycetota（放線菌門）、Acidobacteriota（酸桿菌門）和Planctomycetota（浮霉菌門）。

研究意義

遺傳和生化基礎(chǔ)：這項研究解析了微生物分解代謝二甲雙胍的遺傳和生化基礎(chǔ)，為理解古老精氨酸酶家族如何適應(yīng)新出現(xiàn)的人工合成化合物提供了新見解。

環(huán)境治理與修復(fù)：研究結(jié)果為二甲雙胍污染環(huán)境的治理和修復(fù)提供了潛在的應(yīng)用價值。

人體腸道微生物：盡管目前尚未在人體腸道微生物組數(shù)據(jù)中找到具有活性的二甲雙胍水解酶MetCaCb同源物，但研究提醒人們關(guān)注未來腸道微生物可能出現(xiàn)二甲雙胍降解能力的可能性，這對二甲雙胍的治療效果可能產(chǎn)生影響。