Metformin (Glucophage) Biodegradation: Insights from Microbiome and Biochemical Analyses
Notice bibliographique
Résumé
Metformin is the most prescribed type 2 diabetes medication in the United States and in many countries worldwide. In diabetes patients, this drug has been shown to alter the gut microbiome resulting in improved glucose metabolism. More recently, metformin has been proposed to have anti‐aging and antiviral properties making the drug a potential candidate to treat other health conditions. Metformin and its proposed “dead‐end” product, guanylurea, are not fully metabolized by humans and enter municipal wastewater where they cannot be removed through conventional water treatment processes. These compounds have been detected in surface waters around the world and are currently considered emerging pollutants. This study examined a bacterial consortium enriched from activated sludge which demonstrated the ability to utilize metformin as a sole source of nitrogen, as well as to degrade metformin to its transformation product, guanylurea. Metagenomic sequencing yielded an 18 Mb assembly distributed over 7,440 contigs with an average GC content of 64%. 16S rRNA analysis suggested the presence of Sphingopyxis, Pseudomonas mendocina, Microbacterium, and Mesorhizhobium species within the consortia. Bioinformatic analysis led to the identification of three relevant enzymes involved in metformin metabolism: guanylurea hydrolase, carboxyguanidine deiminase, and allophanate hydrolase. Biochemical studies revealed that these proteins catalyze the degradation of guanylurea to ammonia and carbon dioxide. Protein sequence analyses and structural modeling studies are currently in progress to identify a candidate gene(s) encoding the enzyme initiating the metabolism of metformin. This research presents the first evidence for a biochemical pathway associated with the microbial degradation of guanylurea. Significantly, it also advances understanding of the microbial capacity for metformin biodegradation. These findings could lead to the development of practical biotechnological applications to improve water treatment processes and provide insight into the effects of metformin on human microbiome metabolism.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».