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木质素是一种多酚类膳食纤维，其在人类营养中的作用已争论了一个多世纪。在此，我们揭示了人类肠道微生物群在厌氧条件下解构木质素的能力。定量 ^13C 示踪质谱分析表明，微生物持续解构木质素可为肠木脂素生物合成途径提供底物。我们采用二维核磁共振（2D NMR）表征了微生物诱导的木质素聚合物结构变化。非靶向质谱分析显示，人类肠道微生物群不仅能够解构木质素，而且这一过程可在较短时间尺度内快速进行。现有关于厌氧木质素代谢的研究大多仅关注小分子的生成，而我们进一步分析了大型木质素低聚物的解构过程。此外，我们鉴定了一个大型木质素低聚物的推定结构，并追踪了其向下游代谢物的代谢转化。总体而言，我们提供了充分且有说服力的证据，支持人类肠道微生物群能够解构木质素这一假说，并确立了人类肠道微生物组在厌氧木质素解构范式中的地位。
elizabeth.bess{at}uci.edu
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摘要
木质素是一种多酚类膳食纤维，一个多世纪以来，其在人类营养中的作用一直备受争议。在此，我们揭示了人类肠道微生物群在厌氧条件下解构木质素的能力。定量¹³C 示踪质谱分析表明，微生物持续解构木质素，可为肠木脂素的生物合成途径提供底物。我们采用二维核磁共振（2D NMR）表征了微生物诱导的木质素聚合物结构变化。非靶向质谱分析表明，人类肠道微生物群不仅能够解构木质素，而且这一过程发生迅速。现有关于厌氧木质素代谢的报告大多仅关注小分子代谢物的生成；除研究这些代谢物外，我们还分析了大型木质素寡聚体的解构。此外，我们鉴定出一种大型木质素寡聚体的推定结构，并追踪了其向下游代谢物的转化。综上，我们提供了有力证据，支持人类肠道微生物群能够解构木质素这一假设，并确立了人类肠道微生物组在厌氧木质素解构研究框架中的地位。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
已声明的资助信息
美国国家科学基金会，2339225
全球益生菌理事会益生菌研究青年研究者资助
加州大学欧文分校海尔曼学者计划
加州大学欧文分校物理科学学院
版权
本预印本的版权归作者/资助方所有；其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。本文依据 CC-BY-NC-ND 4.0 许可发布。
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发布于 2026 年 10 月 17 日。
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肠道微生物群对木质素的降解：代谢组学研究揭示
Christopher A Dicksion、Elise A Smentek、Daniel J Yelle、Jonathan D Rickmeyer、Elizabeth N Bess
bioRxiv
2026.10.16.759694；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.10.16.759694
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肠道微生物群对木质素的降解：代谢组学研究揭示
Christopher A Dicksion、Elise A Smentek、Daniel J Yelle、Jonathan D Rickmeyer、Elizabeth N Bess
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2026.10.16.759694；
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https://doi.org/10.64898/2026.10.16.759694
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关键词：肠道微生物群 · 木质素厌氧解构 · 代谢组学 · 同位素示踪质谱 · 二维核磁共振 · 木质素低聚物代谢
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.10.16.759694v1?rss=1