小绿藻有大用：熊倩等人发现有机质共代谢体系绿藻降解抗生素
华南师范大学环境研究院应光国教授与中国科学院广州地球化学研究所联合培养的博士生熊倩在国际环境领域顶级期刊《Water Research》上发表研究性文章“Co-metabolism of sulfamethoxazole by a freshwater microalga Chlorella pyrenoidosa”。
磺胺甲噁唑，属于磺胺类抗生素，因其抗菌谱广、疗效强等优点被广泛应用于人和动物以预防和治疗疾病。由于其使用量大且在污水处理厂中去除效率低，导致其在地表水和地下水中频繁检出，浓度范围介于ng/L到μg/L之间。藻类在环境中广泛存在，利用藻类还可进行污水处理和资源化利用。近年，微藻介导的抗生素生物降解引起了科学界广泛关注。然而，关于磺胺甲噁唑在绿藻-有机质共代谢条件下的生物降解规律不清。
熊倩等人研究了磺胺甲噁唑在绿藻-有机质共代谢条件下的降解动力学，运用UPLC-QTOF-MS鉴定降解产物，并推导其降解路径。该研究发现5株常见绿藻中，小球藻对磺胺甲噁唑去除效率较高（14.9%）；乙酸钠（0-8 mM）的加入显著提高了磺胺甲噁唑（0.4 µM）的去除效率（由6.05%提高至99.3%），且其降解过程符合一级降解动力学特征；根据质量平衡计算结果发现生物转化是小球藻去除磺胺甲噁唑的主要机制；鉴定出15种降解产物（I相和II相），涉及的反应类型包括：氧化反应、羟基化反应、甲酰化反应、侧链断裂以及喋呤加合反应等；大多数产物在培养基中检出，且其丰度随培养时间呈现动态变化。本研究发现微藻-有机质共代谢对磺胺类抗生素具有很好的去除作用，其在水环境修复和废水处理方面具有一定的应用前景。
论文信息如下：
Xiong, Q., Liu, Y.-S., Hu, L.-X., Shi, Z.-Q., Cai, W.-W., He, L.-Y. and Ying, G.-G. (2020) Co-metabolism of sulfamethoxazole by a freshwater microalga Chlorella pyrenoidosa. Water Research, 175:115656. https://doi.org/10.1016/j.watres.2020.115656