多重分解代谢协同作用：鲍曼不动杆菌对邻苯二甲酸酯类增塑剂的生物降解机制研究

本文系统揭示了鲍曼不动杆菌EMB-1通过多组学技术解析邻苯二甲酸酯（PAEs）生物降解的创新机制。研究发现该菌株利用苯乙酸（PAA）、原儿茶酸（PCA）和苯甲酸（BA）多重代谢途径协同降解难塑性增塑剂DnOP（C24H38O4），其代谢网络直接连接三羧酸循环与芳香族氨基酸合成，为塑料污染生物修复（Bioremediation）和生物升级回收（Biological upcycling）提供关键微生物资源与理论支撑。

　　

Highlight

DnOP降解菌的分离与鉴定

从中国西北长庆油田的原油废水中，我们成功分离出一株能以DnOP为唯一碳源生长的细菌EMB-1。通过梯度稀释法（10^?4至10^?6）接种于含5g/L DnOP的M9培养基，37°C培养两天后获得纯化菌落。经测序分析，其16S rRNA基因全长1387bp，系统发育树显示该菌株属于鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）。

菌株EMB-1的降解特性

有趣的是，EMB-1虽无法利用葡萄糖（缺乏己糖激酶），却能在低浓度（2–5g/L）和高浓度（20–50g/L）DnOP培养基中高效生长，并能代谢多种木质素相关芳香化合物。多组学分析揭示其通过三条协同途径降解DnOP：苯乙酸（Phenylacetic acid）降解、原儿茶酸（Protocatechuic acid, PCA）降解和苯甲酸（Benzoate）降解。其中苯乙酸盐和苯甲酸盐代谢直接接入三羧酸循环，而PCA部分降解产物用于合成芳香族氨基酸。

讨论

本研究首次阐明鲍曼不动杆菌通过多重代谢网络协同降解长链PAEs的机制。其特有的PCA降解操纵子、苯乙酰辅酶A（paa operon）途径与芳香化合物转化能力的结合，为难降解增塑剂的生物治理提供了新策略。菌株对高浓度DnOP的耐受性及资源化代谢方向，在塑料生物循环（Biological upcycling）领域具有应用潜力。

作者贡献声明

Yapeng Li: 原创撰写、可视化、软件分析、方法论、研究实施、数据整理

Huixin Fan: 原创撰写、可视化、软件分析、方法论、研究实施、数据整理

Boqiao Li: 可视化、研究实施

Xiaobo Liu: 评审修订、验证、课题监督、资金获取、概念设计

利益冲突声明

作者声明无利益冲突

致谢

本研究由中央高校基本科研业务费（编号30922010305与1225011021289）资助。