近日，上海交通大学生命科学技术学院、微生物代谢全国重点实验室周宁一教授团队，揭示了典型药物污染物扑热息痛（对乙酰氨基酚，APAP）在污水处理厂中微生物作用下的环境降解机制。相关研究论文“The universal accumulation of p-aminophenol during the microbial degradation of analgesic and antipyretic acetaminophen in WWTPs: a novel metagenomic perspective”发表于《Microbiome》，生命科学技术学院博士后殷超凡与博士生潘飘飘为论文同等贡献第一作者，生命科学技术学院周宁一教授与许楹副研究员为论文通讯作者。

​图1 APAP（红色）与PAP（蓝色）浓度分布（左）及降解基因丰度对比（右），显示初始酶（红色）与下游酶（蓝色）的失衡。

以对乙酰氨基酚为代表的典型药物污染物大量进入环境，与环境微生物发生着广泛且深入的响应及互作。尽管对乙酰氨基酚在实验室单菌水平的降解机制已有报道，然而，真实环境中微生物及其降解基因驱动下的对乙酰氨基酚的转化机制及环境命运尚未得到解析。污水处理厂是这类药物的重要检出场所，本研究对全国20个污水处理厂样品进行检测发现，对乙酰氨基酚检出浓度（0.06-29.20 nM）显著低于其毒性中间代谢产物对氨基酚（PAP）的浓度（23.93-108.68 nM），预示着污水处理厂中APAP代谢瓶颈的存在（图1左）。宏基因组分析显示，下游代谢酶丰度显著低于初始降解酶（酰胺酶）的丰度（图1右），这极可能是导致PAP在环境中积累的重要原因。

本研究进一步从污水样本中分离出红球菌属菌株NyZ502（图2左上），并从中鉴定出新型酰胺酶ApaA，进一步对该酶的生化功能进行了鉴定（图2左下）。通过生物信息学分析表明该酶为污水处理厂中高丰度的典型代表（图2右），可能负责着污水处理厂中对乙酰氨基酚的转化。

​​​图2 APAP降解菌株/降解酶鉴定与其降解酶分布特征分析

研究结果指出，通过工程菌群协同表达ApaA与下游降解酶，可突破污水处理中PAP积累瓶颈。本文得到了国家重点研发计划（2024YFA0919000）和国家自然科学基金青年基金（C类）（32400079）的支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1186/s40168-025-02065-2

Video Abstract：

https://www.researchsquare.com/article/rs-6198527/latest