新型副蕈状芽孢杆菌HS-1降解黄曲霉毒素B1 的关键酶机制及其应用潜力

本研究针对黄曲霉毒素B1 (AFB1 )污染这一全球性食品安全难题，从土壤中分离出新型副蕈状芽孢杆菌HS-1，发现其胞外上清液经热处理后可高效降解77.17%的AFB1>，并鉴定出关键降解酶FabI。该成果为微生物法防控AFB1 污染提供了新策略，相关酶学机制解析具有重要理论价值。

　　

黄曲霉毒素B₁
(AFB₁
)作为最危险的霉菌毒素之一，每年造成全球粮食损失和健康威胁。这种由曲霉菌产生的强致癌物，不仅难以通过常规加工去除，其代谢产物AFB₁
-8,9-环氧化物(AFBO)还能与DNA结合诱发肝癌。尽管物理化学法能部分降解AFB₁
，但存在成本高、副产物有毒等问题。相比之下，生物降解法因其高效环保特性成为研究热点，但现有降解菌株效率有限，且关键酶的作用机制不明。

广东省农业科学院的研究团队通过土壤筛选获得一株具有突破性降解能力的副蕈状芽孢杆菌(Bacillus paramycoides)HS-1。该菌株上清液在30°C下48小时可降解50.47%的AFB₁
，经70°C热处理后效率提升至77.17%。研究采用16S rDNA测序鉴定菌株，通过HPLC-MS分析降解产物，结合HepG2细胞实验验证毒性降低，并运用蛋白质组学技术从胞外分泌物中鉴定出关键降解酶。

菌株鉴定与降解特性
系统发育分析显示HS-1与B. paramycoides标准菌株MCCC 1A04098具有100%的16S rDNA同源性。其降解活性在pH11和70°C时达到峰值，Cu²⁺
可轻微增强活性。细胞实验证实降解产物毒性显著降低，为实际应用提供安全依据。

关键酶发现与机制解析
研究者从上清液中分离出新型NADH依赖型烯酰-ACP还原酶(FabI)，该酶可特异性降解36.15%的AFB₁
。质谱分析显示主要降解产物为AFBO和AFB₁
-8,9-二氢二醇，揭示了双呋喃环C8=C9键的氧化还原反应路径。

讨论与意义
该研究首次报道B. paramycoides的AFB₁
降解能力，发现的FabI酶具有热激活特性，突破了现有降解酶的热不稳定性瓶颈。相较于已报道的漆酶(CotA)和过氧化物酶(BsDyp)，FabI展现了不同的催化机制，为构建多酶协同降解体系提供了新元件。研究成果发表于《Food Bioscience》，为开发基于芽孢杆菌的生物解毒剂奠定了理论基础，对保障粮食安全和公众健康具有重要实践价值。