磺酸葡萄糖（SQ）是所有植物叶绿体膜甘油酯的极性头部组成成分，年产量约10¹⁰吨，是地球上含量最丰富的含硫有机化合物之一，也是地球硫循环的重要组成部分，因此磺酸葡萄糖降解途径的研究对微生物生理、环境科学等具有重大意义。2014年，德国科学家David Schleheck课题组在Nature上报道了第一条类糖酵解EMP途径的磺酸葡萄糖降解途径，sulfo-EMP途径。2015年，David课题组又在PNAS期刊上报道了第二条降解途径，sulfo-ED途径。而在2020年，该课题组和张Zhao团队分别在iScience和BBRC上报道了第三条降解途径，sulfo-TAL途径。此次，张雁、Huimin Zhao团队又发现磺酸葡萄糖的三条新降解通路，一举把人们关于微生物降解磺酸葡萄糖多样性机制的知识拓展了一倍。

该团队通过序列相似性和基因组相似性网络分析等生物信息学手段，以及体外重组表达通路中的酶结合液相色谱-质谱联用技术（LC-MS）和酶偶联反应等表征手段所发现的三条新的磺酸葡萄糖降解途径分别是：第一条途径涉及与磷酸戊糖途径相关的转酮醇酶（sulfo-TK途径），第二条途径涉及黄素依赖性的烷基磺酸单加氧酶（sulfo-ASMO途径），第三条途径是革兰氏阳性菌中sulfo-EMP 途径的变体（sulfo-EMP2途径），其所利用的酶与sulfo-EMP1途径的酶分属不同家族。这三条途径以及之前已知的三条途径中关键酶对于磺酸葡萄糖的降解如图所示。

这一研究成果表明了磺酸葡萄糖作为广泛存在的有机硫化合物，可以被多种微生物降解，也体现了细菌利用这种有机硫化合物作为营养源的机制多样性。与此同时，对细菌磺酸葡萄糖降解途径新酶的挖掘也为生物化工、合成生物学提供了新的元件。以上工作于2021年11月23日以“Mechanistically Diverse Pathways for Sulfoquinovose Degradation in Bacteria”在线发表于ACS Catalysis。这是天津大学药学院张雁教授课题组与Huimin Zhao教授领导的美国伊利诺伊大学香槟分校及新加坡科技研究局（A*STAR） 课题组长期合作对有机硫化合物降解途径研究的又一重要成果。论文的第一作者为天津大学药学院博士研究生刘佳翼、共同第一作者为新加坡科技局的Yifeng Wei博士、天津大学药学院的博士研究生马凯亮和硕士研究生安军伟。本研究得到了“重要植物天然产物的途径构建（2020YFA0907900）”项目的支持。