红球菌YXP8降解聚氨酯塑料单体4,4′-亚甲基二苯胺的分子机制及环境修复潜力

为解决聚氨酯塑料单体4,4′-亚甲基二苯胺（MDA）的环境污染问题，中国科学院研究人员从聚氨酯废料表面分离出革兰氏阳性菌Rhodococcus sp. YXP8，首次解析其降解MDA的代谢途径（生成4-氨基苯乙酸和(Z)-3-氨基-2-羟基戊-2,4-二烯酸），证实该菌在pH 5.0-10.0范围内降解效率>70%，并能有效修复自然水体中的MDA污染，为生物治理提供了新策略。

　　

聚氨酯塑料（PU）作为全球产量占比7.9%的重要材料，其生产过程中释放的4,4′-亚甲基二苯胺（MDA）因致癌性和生态毒性被欧盟列为高风险物质。传统化学处理难以降解这种顽固污染物，而已知的MDA降解微生物仅3株（如Ochrobacterium anthropi），且代谢机制不明。面对这一环境挑战，中国科研团队从聚氨酯废料表面分离到一株高效降解菌——革兰氏阳性菌Rhodococcus sp. YXP8。

研究采用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）分析代谢产物，结合16S rRNA基因测序鉴定菌株。通过设置不同pH（5.0-10.0）和温度（30°C）条件评估降解效率，并利用斑马鱼毒性实验验证修复效果。

主要结果

1. 菌株分离与特性：YXP8在30°C、pH 7.0下4天内完全降解20 mg·L^?1
   MDA，广谱pH适应性（pH 5.0-10.0效率>70%）。
2. 代谢途径解析：首次发现细菌将MDA转化为4-氨基苯乙酸和(Z)-3-氨基-2-羟基戊-2,4-二烯酸，突破性揭示细菌的MDA开环机制。
3. 环境应用：YXP8处理后的自然水体中MDA浓度低于斑马鱼半数致死浓度（LC₅₀
   42 mg·L^?1
   ），显著降低生态风险。

结论与意义
该研究不仅填补了细菌降解MDA的分子机制空白，更提供了可直接用于污染治理的微生物资源。YXP8对宽pH范围的适应性使其具备实际应用潜力，其代谢途径的解析为后续挖掘降解基因（如加氧酶基因簇）奠定基础。论文发表于《International Biodeterioration》，为PU塑料的生物循环及环境修复提供了创新思路。