乙醇酸是海洋中最丰富的有机碳来源之一，海洋浮游植物每年分泌产生的乙醇酸约占海洋环境中1毫克的乙醇酸通量。尽管普遍认为乙醇酸被海洋细菌氧化为乙醛酸，但人们对这种C2代谢产物的进一步代谢命运知之甚少。近日，德国马克斯·普朗克陆地微生物研究所Tobias J. Erb和Lennart Schada von Borzyskowski团队合作，发现海洋变形杆菌通过β-羟基天冬氨酸循环代谢乙醇酸。研究人员发现海洋中普遍存在的变形杆菌能够通过β-羟基天冬氨酸循环（BHAC）吸收乙醛酸。BHAC是在56年前第一次被提出。研究人员阐明了BHAC的生物化学特性，并解析了其关键酶的结构，包括以前未知的主要亚胺还原酶。总体而言，BHAC只需四个酶促反应即可将乙醛酸酯催化生产草酰乙酸，据研究人员介绍，这是迄今为止揭示的最有效的乙醛酸酯同化途径。海洋基因组分析表明，BHAC是全球分布的，平均丰富程度比甘油酸途径高出20倍，后者是唯一已知的主要乙醛酸同化途径。在浮游植物开花的研究中，研究人员发现乙醇酸以高纳摩尔浓度存在，并被原核生物吸收，其吸收速率可在一周之内使乙醇酸池完全转化。在开花期间，编码BHAC关键酶的基因在细菌群落的存在量可达1.5％并被主动转录，从而支持BHAC在乙醇酸同化中的作用，这暗示了自养性浮游植物与异养性浮游植物之间先前未知的营养相互作用。

Lennart Schada von Borzyskowski, Francesca Severi, Karen Krger, et al. Marine Proteobacteria metabolize glycolate via the β-hydroxyaspartate cycle. Nature, 2019.

DOI: 10.1038/s41586-019-1748-4

https://www.nature.com/articles/s41586-019-1748-4