我院季力课题组多年来聚焦于新污染物生物转化这一前沿领域，近期在新污染物生物转化方法学和机理研究中取得系列研究进展，相关研究成果连续发表于国际环境与地学顶级学术期刊Environmental Science & Technology，以期为科学评估新污染物在全生命周期过程中的环境健康风险提供支撑。

同位素效应是沟通化学反应机理与环境污染物转化现象桥梁作用的强大工具，而单体稳定同位素分析（Compound-specific isotope analysis, CSIA）可在分子水平上有效阐明痕量有机污染物的生物降解途径。然而对于大量环境反应，其基准同位素效应的数值缺失并且速率决定步骤的反应机制并未得到阐明, 因此极大地限制了CSIA在揭示污染物生物降解机制中的使用范围。因此，季力课题组在国际上首次全面针对CSIA研究环境中主要微生物酶系降解环境污染物的进程进行理论动力学同位素效应和理论富集系数的计算，揭示了微观反应机理以有理化表观动力学同位素效应，并建立部分典型微生物酶系降解反应同位素效应的基准数据。该方法一方面证实了先前报道的降解路径相对明确的CSIA的通路机制细节，另一方面计算理论同位素效应又可对一些尚存争议的生物降解途径提供崭新的机理视角。该工作于3月16日以封面论文在线发表于Environmental Science & Technology（ https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.2c04755）。

季力课题组在前期研究中发展了计算-实验结合的三相协调策略来用于有效揭示新污染物的非共识代谢路径（Environ. Sci. Technol. 2021, 55, 14037−14050），并被遴选进入中国科学院文献情报中心与美国化学会出版部2022年合作举办世界环境日健康主题期刊封面展。Environmental Science & Technology主编耶鲁大学Julie B. Zimmerman教授点评“作者提出了一种三步协同研究法，揭示了CYP450酶对新型污染物的精确生物转化机制。未来还可通过该法确定由其他非CYP450酶催化形成的对新型污染物的生物转化机制”。近年来，磺胺类抗生素的环境污染已引起广泛的关注，是国际热点环境问题之一。季力课题组针对当前环境中广受关注的磺胺抗生素类污染物的代谢路径展开研究。首先通过计算预测代谢进程中可能发生磺胺自由基碰撞产生磺胺的耦合产物，这一推测产物随后得到了人肝微粒体体外实验的验证，并且进一步得到了小鼠体内实验的确认，在随后的毒性评估实验中发现该耦合产物可对脂质代谢造成干扰而构成潜在的人体健康风险。这是在国际上首次报道了磺胺抗生素耦合代谢产物的存在。最终通过对磺胺自由基的基本性质研究发现自旋离域导致氨基自由基的供电子能力减弱是磺胺发生耦合的本质因素，从而该机理可推广到所有磺胺和含氨基类化合物的代谢进程，直接作用于胺类新污染物的生物监测。该工作于3月15日以封面论文在线发表于Environmental Science & Technology（https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.3c00071）。

Environmental Science & Technology国际公认的环境与地学领域的顶级学术期刊，是自然指数（Nature Index）期刊，定位于报道环境与地学领域具有较高原创性的研究成果。该研究主要得到了国家自然科学基金面上项目的资助（22176211）。季力教授为唯一通信作者，中国矿业大学为第一和通信作者单位。主要参与者包括波兰国家复兴勋章获得者罗兹工业大学Piotr Paneth教授、中国科学院烟台海岸带研究所李斐老师、浙江大学-中国矿业大学2019级联合培养硕士生张焕妮（现奥地利维也纳大学攻读博士学位）、中国矿业大学2021级硕士生丁文、韩烨等。部分计算工作于中国国家超算深圳中心、波兰超算克拉科夫中心完成，部分产物检测工作由浙江大学环境与资源学院章喜昌博士和浙江大学药学院吴丹老师在大型公共仪器质谱分析平台协助完成。

学术期刊Environmental Science & Technology

计算-实验协同作用流程图