随着全球气候变暖，粮食、饲料中霉菌毒素污染问题日益严重，如何高效、绿色检测和降解霉菌毒素，已成为各国面临的共同挑战。相比传统的物理化学脱毒方法，生物酶法降解则具有安全性、环保性、高效性等显著优势，成为目前降解霉菌毒素最具应用潜力的方法之一。然而霉菌毒素生物酶降解应用中主要面临的挑战在于酶库资源少、酶稳定性差等问题。

近日，中国科学院天津工业生物技术研究所结构生物学平台实验室研究团队“围绕新型霉菌毒素生物酶降解及检测”开展系统研究，筛选多种霉菌毒素降解酶的同时，成功构建脱毒与检测一体化传感检测体系。该研究团队从嗜热菌Acetomicrobium hydrogeniformans中发现了一种新型耐热性酯酶——AhEst，其在85℃高温下处理120分钟后仍能保持50%以上的活性，是目前耐热性最强的PAT降解酶之一。鉴定其新的低毒性产物，进一步拓展了毒素降解机理的认识。通过蛋白工程改造获得高活性突变体，并有效去除苹果汁中的PAT（图1）。该项研究为食品工业中安全、高效的生物解毒技术提供了极具潜力的候选工具。

该研究相关成果发表于Journal of Agricultural And Food Chemistry期刊，天津工生所硕士生王浩、博士后梁宵、副研究员陈曦为论文共同第一作者。天津科技大学秦惠民教授，天津工生所吴洽庆、高级工程师高健和刘卫东研究员为该论文的共同通讯作者。

另外，研究团队成功筛选一种高温耐热性OTA脱毒酶，阐述其脱毒机制并进行活性提升改造（图2）。相关研究成果发表于Food chemistry期刊上，天津科技大学联培硕士研究生徐娜娜、闫明珠为该论文共同第一作者。天津科技大学秦惠民教授，天津工生所高级工程师高健与刘卫东研究员为论文共同通讯作者。

同时，现有的OTA检测技术受限于脱毒与检测分离的技术壁垒，并不能有效降解OTA，存在环境二次污染的风险。该研究团队利用鉴定的OTA降解酶，联合苯丙氨酸脱氢酶成功构建一种基于手机快速检测的双酶级联生物传感系统，将赭曲霉素的降解与浓度信号转变为可检测的光学信号，可快速完成限定剂量OTA的脱毒与检测，实现绿色脱毒与高效检测的一体化设计（图3）。

相关成果发表在Biosensors and Bioelectronics期刊上，天津工生所博士后梁宵，沈阳药科大学客座硕士研究生张卓兵，天津科技大学联合培养硕士生杜艺磊为共同第一作者。天津工生所高级工程师高健和刘卫东研究员为该论文的共同通讯作者。

以上研究工作均获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项、天津市合成生物技术创新能力提升行动、中国科学院特别研究助理资助项目、中国博士后科学基金会与天津市联合资助（特别资助）等项目的支持。

论文链接

图1 耐热性PAT降解酶的性质、改造及产物种类、毒性鉴定

图2 新酶OTA脱毒酶及复合物相关结构解析

图3 双酶级联生物传感系统用于赭曲霉素的降解与检测