肠道微生物与胆汁酸代谢研究 - 肠道微生物群通过产生胆汁酸等活性代谢物对宿主健康和疾病有深远影响，其中胆酸(CA)和鹅去氧胆酸(CDCA)在肝脏中由胆固醇合成后进入肠道，被微生物酶转化为复杂衍生物[2] - 胆汁酸的不同修饰形式可作为微生物密码调控宿主功能，挖掘这些生物活性物质有助于破译微生物密码并改善人类健康[2] - 目前仅不到10种细菌胆汁酸相关酶被表征，与已鉴定的数百种微生物胆汁酸相比存在巨大差距，限制了工程菌发展和疾病干预[5] BEAUT人工智能平台突破 - 研究团队开发了AI辅助工作流程BEAUT，利用ESM-2蛋白质语言模型和密集神经网络从宏基因组数据中分类胆汁酸代谢酶，可预测超60万种候选酶[6] - BEAUT通过已知酶序列和相似底物结合口袋的增强序列学习，具备筛选胆汁酸修饰酶的能力[6] - 该平台发现40多种新型胆汁酸代谢酶，包括单酸3-酰化胆汁酸水解酶(MABH)和硫胺素二磷酸依赖型酶ADS[7] 新型胆汁酸3-acetoDCA的发现 - ADS酶催化产生首个骨架修饰型胆汁酸3-乙酰去氧胆酸(3-acetoDCA)，揭示了其碳碳连接反应的催化机制[7] - 3-acetoDCA在人类粪便中普遍存在，生理浓度下可通过增加乳酸杆菌丰度调控肠道菌群组成[8] - 该化合物可能介导细菌间相互作用，其广泛分布表明重要生理功能[12] 研究方法创新与行业影响 - BEAUT采用自上而下范式直接探索代谢酶，颠覆传统"先代谢物后酶"的研究模式，为微生物代谢物研究提供可扩展框架[10] - 该平台显著拓展了对微生物胆汁酸代谢和化学多样性的认知[10] - 相关技术可应用于其他微生物来源代谢物的酶挖掘，具有广泛行业应用潜力[6][10] 姜长涛团队系列研究成果 - 2025年团队在Cell发表论文揭示色氨酸胆酸(Trp-CA)通过新型受体MRGPRE调控血糖的新机制[13] - 在Science发表研究鉴定肠道共生真菌嗅镰刀菌及其代谢产物FF-C1对神经酰胺合成酶CerS6的抑制作用[15] - 发现脂肪细胞神经酰胺受体FPR2并阐明其调控产热机制[15] - 在Nature首次鉴定神经酰胺内源性受体CYSLTR2和P2RY6，解析其加重动脉粥样硬化的分子机制[17]