从植物糖到有毒的硫化氢

在生物学系进行的一项博士研究项目中，研究人员描述了厌氧菌首次将有机糖磺基奎诺糖降解为有毒的硫化氢 - 人体肠道系统中硫化氢的产生增加与炎症性肠道有关疾病和结肠癌。磺基奎诺糖是一种在植物中发现的糖，含有硫。作为绿色蔬菜饮食的一种成分，它也存在于人体肠道系统中，即没有氧气的环境中。博士研究员Anna Burrichter想要确定当厌氧细菌在没有氧气的情况下降解磺基奎诺糖时会发生什么。她发现了一种新型的新陈代谢，将磺基奎诺糖转化为硫化氢(H2S)。

这些结果是从实验室模型系统中获得的。在未来的研究中，研究人员将不得不检查肠道中的磺基喹诺酮是否实际上代谢为硫化氢，硫化氢是一种对人类有毒的化合物。该研究由David Schleheck博士的研究小组进行，研究结果发表在最新一期的“ 微生物学前沿 ”杂志上。

Anna Burrichter发现了一种全新的细菌降解途径，涉及三个个体发现：生物硫循环中的新环节，大肠杆菌中的一种新型发酵，以及Desulfovibrio物种的苏打呼吸细菌中以前未知的能量代谢。“没有氧气，降解途径就完全不同了。在磺基奎诺糖的背景下，我们在大肠杆菌中发现了一种新型的发酵方式，”Anna Burrichter说。研究人员发现第二种细菌Desulfovibrio与二羟基丙烷磺酸盐(在第一次降解步骤中形成的含硫降解产物)一起，可以利用这种中间体进行无氧呼吸模式，即所谓的亚硫酸盐还原。这种类型的呼吸与有机结合的硫作为电子受体在Anna Burrichter的论文中首次详细描述了代替氧气。“我们认为硫化氢可能是最终产品，但之前从未证实过，也没有人知道哪种细菌和酶会催化这些反应，”生物学家说。

下一步是将实验室模型的结果转移到人体肠道。“我们想研究这些降解途径是否也可以在肠道中找到，以及它们对硫化氢的总体产量有多大贡献，这取决于饮食，”David Schleheck说。

以前，人们认为有机磺酸盐底物，如牛磺酸，主要是从富含肉类和高脂肪的饮食中转化为硫化氢。现在的新发现表明，素食的有机磺酸盐，即磺基奎诺糖，也可以降解为硫化氢。

Burrichter的博士论文是该领域进一步研究的有希望的基础。“现在我们知道降解途径的各个步骤以及所涉及的酶和基因，因此，我们知道我们必须寻找什么，”Burrichter说。通常硫化氢的产生可导致炎性肠病和结肠癌。然而，还假设硫化氢，至少在肠中的低浓度，也可以对健康具有有益效果。

大卫Schleheck说，“为了更好地了解人类微生物和硫化氢的效果，关键是要了解所有可以导致硫化氢生产的途径。只有这样，一个可能能够更好地管理生产的氢气中的硫化物肠。”