一种新型OTA降解酶的发现

赭曲霉毒素A（OTA）是一种由真菌产生的有毒次级代谢产物，这些真菌主要生长在农作物上，如谷物、豆类、咖啡豆和葡萄等。食用受OTA污染的粮食和食品对人类健康存在巨大隐患，包括肾脏损害、免疫系统功能下降和可能的癌症风险。OTA主要影响肾脏，可能导致慢性肾病，如巴尔干地方性肾病（BEN），这是一种与OTA长期暴露有关的慢性疾病。此外，OTA还可能影响胎儿发育，对生殖健康构成威胁。为了减少OTA对粮食和食品的污染，研究人员正在探索多种方法去除食品中的OTA。近年来，国内外研究团队通过微生物筛选方法，鉴定到一些OTA降解酶，但还存在效率低、热稳定性差、降解机制不清等问题。

最近，中国农业科学院农产品加工研究所发表了一篇题为：Metarhizium spp. encode an ochratoxin cluster and a high efficiency ochratoxin-degrading amidohydrolase revealed by genomic analysis的论文，介绍了一种新型真菌毒素降解酶Amh1，这种酶对OTA具有极高的降解效率，且在3分钟内降解率可达100%，展现出良好的热稳定性和酸稳定性，为农产品中OTA的降解提供了良好的资源。

该研究发现，在绿僵菌（Metarhizium）的基因组中，含有一个类似用于合成OTA的生物合成基因簇(BGC)，但缺少一个关键的otaD基因。有趣的是，绿僵菌（Metarhizium）并不产生OTA，而具有将OTA及其衍生物OTB代谢为无毒降解产物的能力。通过生物活性引导的蛋白质组学分析和体外反应，研究人员追踪到一种水解酶MbAmh1，通过异源表达和体外实验验证了MbAmh1的降解能力。结果显示，重组的MbAmh1（5 μg/mL）能在3分钟内完全降解1 μg/mL的OTA，对OTA具有强大的降解能力。此外，MbAmh1在30至70°C的温度范围内和pH 4.0至7.0的酸性条件下都表现出良好的稳定性。通过结构预测和点突变分析，研究人员揭示了MbAmh1的催化机制，并发现金属铁在这一酶促反应中起着至关重要的作用。

这项研究不仅揭示了真菌中OTA合成的不同模式，而且为工业应用提供了一种潜在的OTA降解酶。对于控制和减少食品和饲料中的OTA污染具有重要意义，有望为食品安全和人类健康提供新的保障。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.jare.2024.07.023