本站讯（药学院供稿）近日，天津大学药学院张雁教授应Annual Review of Biochemistry邀请，发表了“甘氨酸自由基酶与微生物磺酸有机物代谢”的综述，“Glycyl Radical Enzymes and Sulfonate Metabolism in the Microbiome”（Annu. Rev. Biochem. 2021. 90:27.1–27.30）。该期刊（影响因子25.8）每年仅发表30-35篇论文，邀请近期取得重要成果的生物化学家围绕成果撰写综述。此次是该杂志创刊90年来，我国大陆学者第二次受邀作为通讯作者发表论文。

硫是生命的必需元素。含-2价硫的生命化合物被人们熟知：如构成蛋白质的半胱氨酸、甲硫氨酸，生物素、硫胺素、硫辛酸等维生素。含+6价硫的硫酰化糖、蛋白，其理化性质与磷酸化修饰相似，容易被水解。磺酸有机物是一类含C–SO₃⁻功能团的化合物，硫是+4价。其相对缺乏关注，但在自然界中的含量不亚于以上两种含硫化合物，其理化特性决定了自然界中的广泛存在和重要功能。

在生理pH条件下，磺基带负电，磺酸有机物分子因其亲水性不能自由穿膜，C-S键较为惰性不能被水解。这些特性使磺酸有机物在生物体内发挥特有作用。如牛磺酸、磺酸丙二醇维持细胞渗透势；牛磺胆汁酸作为表面活性剂、乳化脂类、帮助消化，磺基葡萄糖作为生物膜组分；辅酶M作为酶催化的辅基。除此之外，磺酸有机物在工业上也得到大量应用：例如羟乙磺酸在药剂中作为平衡离子；HEPES、MOPS、MES等被用作缓冲液，羟乙磺酸脂肪酸酯在洗发水等日用品中被用作去垢剂等。仅构成所有光合作用生物叶绿体基膜甘油酯极性头部的磺基葡萄糖，地球年产就达10¹⁰吨。微生物快速降解磺酸有机物，在地球硫循环中发挥重要作用；而肠道菌对磺酸有机物的降解，所产生的硫化氢则导致癌症和发炎反应。

半个世纪以来，科学家发现了催化磺酸化合物C-S键断裂的多个利用不同辅基的关键酶，其催化机制也各不相同：例如铁和酮戊二酸依赖双加氧酶TauD、利用黄素的SusDE、利用硫胺素TPP的Xsc等，这些酶都是耗氧菌酶。很长一段时间以来，人们甚至认为磺酸有机物的降解不能在无氧条件下进行。张雁教授团队过去两年发现了催化磺酸有机物降解的多个甘氨酸自由基酶，进而发现了厌氧菌的多条磺酸有机物降解通路及跨物种的代谢网络，在自然通讯、美国国家科学院院刊等国际核心期刊发表了10篇相关论文。因张雁团队的重要贡献，此次受邀撰写综述，详细地回顾了半个世纪以来，磺酸有机化合物微生物降解的科学史，关键酶的催化机制，以及近年来该领域的进展和未来展望。

（编辑 赵晖 郭水晶）