近日，酶成品科学家黄华博士的合作研究揭示了新颖的麦角硫因氧化代谢通路，相关研究成果在国际知名的生物科学期刊Biochemical and Biophysical Research Communications上发表。

酶成品合作揭示了新颖的麦角硫因氧化代谢通路，在该代谢过程中，放线菌门细菌(Actinobacteria)首先利用一种加双氧酶(Dioxygenase, PF05995)将麦角硫因氧化成麦角硫因亚磺酸盐(Erg-sulfinate), 紧接着亚磺酸盐在金属依赖型的氨水解酶(Aminohydrolase, SSF51556)的催化下分解成亚磺酸及三甲基组氨酸(Hercynine), 而hercynine则在胺裂解酶(HAL, PF00221)转化下释放三甲胺及尿刊酸(urocanate), 最后尿刊酸进入经典的L-组氨酸代谢网络；该研究进一步展示了麦角硫因在自然界的多样性代谢方式。

1、Erg简短背景介

L-麦角硫因(Ergothioneine)是一种超强的、天然的抗氧化剂，它是各种蘑菇(如平菇、双孢蘑菇等)体内的关键活性成分。由于其分布广、抗氧化性能强且非常安全，麦角硫因不仅在自然界中被各种植物、哺乳动物大量吸收累积，同时人体内各个器官(如红细胞、骨髓、眼角膜等)也通过特定的转运蛋白累积大量的麦角硫因(Ref 1: 参考我们上一篇JACS麦角硫因的推文)；在实际应用方面，麦角硫因早已被欧洲食品安全局(EFSA)以及美国食品药品监督管理局(FDA)认定安全，现被广泛应用婴幼儿、孕妇食品添加剂等高安全等级要求的膳食中; 此外，随着对麦角硫因在人体内代谢机制的深入研究，我们逐渐发现麦角硫因不仅具有耳熟能详的抗氧化功能，同时人体细胞以及人体肠道菌能将麦角硫因分解释放H2S和三甲胺(TMA)两种已知报道的非常重要的小分子(Ref: 2-3)；H2S在人体内能平衡调节相关的各种生理活动, 如血管收缩性、促炎和抗炎活性以及促凋亡和抗凋亡活性，以及最新报道的H2S分子能促进NAD+浓度的提升从而延缓衰老；而人体内微量的三甲胺(TMA) 则可进入循环系统并在肝脏内氧化成三甲胺-N-氧化物(TMAO), 该化合物具有细胞及血脑屏障保护作用(Ref: 4-6)。可以预见，随着麦角硫因后续研究的进一步展开，我们必将更全面深入了解该百年分子在人体内的作用机制。

2、本次研究内容—揭示麦角硫因氧化代谢方式

本研究始于利用“酶组学”策略挖掘半胱氨酸双加氧酶(Cysteine dioxygenase, PF05995)家族成员底物差异性，通过对该酶家族成员基因背景的系统分析发现部分双加氧酶成员(Uniprot ID: I0HBI6, U5W0W6, A0A327Z5R8)和胺裂解酶(HAL, PF00221)高度相邻，随后通过实验测试发现该胺裂解酶(Uniprot ID: I0HBI5, A0A428XHP4, A0A0U3R9K0, A0A1M3PJT1, A0A429B4Z1)能高效裂解三甲基组胺酸(麦角硫因合成及分解通路中的代谢中间体)成三甲胺与尿刊酸，因此推测该半胱氨酸双加氧酶催化底物与麦角硫因相关，最后通过体外活性测试发现该双加氧酶能将麦角硫因氧化成一种不稳定的麦角硫因亚磺酸(Erg-sulfinate)；在后续代谢中，麦角硫因亚磺酸一方面可以在氧气作用下自发氧化成麦角硫因磺酸盐(Erg-sulfonate), 然后进入已知报道的OCD酶家族参与的分解代谢(Ref 7，ACS catalysis的推文); 另一方面可以直接被该双加氧酶基因邻近的一种金属依赖型水解酶(Uniprot ID: I0HBI7, A0A327Z2J9, SSF51556)分解成亚磺酸和三甲基组氨酸(图 I)。该研究不仅再次展示了酶组学策略在微生物代谢研究中有效性，展现了半胱氨酸双加氧酶家族催化底物的多样性，同时也进一步扩充麦角硫因在自然界中的代谢差异性。

图 I：本研究揭示的密苏里游动放线菌(Actinoplanes missouriensis)体内麦角硫因氧化分解代谢通路。

3、关于酶成品

酶成品致力于成为绿色活性原料全球领导者。酶成品采用新一代合成生物技术，专注于实现肽、蛋白、糖、核酸、脂类等生物活性原料的绿色生产。公司依托创业团队20多年的科研积累和产业经验，建立了国内领先的多学科交叉技术平台，已实现司美格鲁肽、S-玻色因、麦角硫因、依克多因、胶原三肽、母乳低聚糖、神经酰胺、NAD+、NMN、蓝铜肽、肌肽、谷胱甘肽、红景天苷等数十种绿色活性原料的规模化生产，累计为功效护肤、生物医药、营养健康、动物营养等领域超2000家知名企业提供高品质绿色活性原料。

酶成品在研发投入、规模和产值等方面位居国际同类企业前列，承担多项省市重点研发项目，已申请技术发明专利200余项，获得国家专精特新小巨人企业、国家高新技术企业、广东省博士后创新实践基地、深圳市海外高层次人才团队、深圳市潜在独角兽企业、珠海市创新创业团队、甘肃省专精特新中小企业等国家、地方各类称号十余项，获评2025年中国未来独角兽100强、2024年德勤中国高科技高成长企业50强、2024年德勤深圳市高科技高成长企业20强、2023年《哈佛商业评论》高能创新团队奖、2022年深圳高成长企业TOP100等多项荣誉。

参考文献：

[1]酶成品与华南师范大学合作在JACS上发表研究成果

[2] Petrovic et al., Cell Metab. 2025, 37, 542–556;

[3] Chenxi Feng, et al. J. Am. Chem. Soc., 2025,147,1, 257-264;

[4] Simó C., et al. Food Funct. 2020, 11, 6745–76;

[5] Hoyles L., et al. Microbiome 2021, 9, 235;

[6] Giuseppe C., et al. Physiol Rev. 2023, 103, 31–276;

[7] Qiongxiang Yan, et al. ACS Catal. 2022, 12, 4825−4832.