Výzkumný tým vedený profesorem Christophem Becker-Paulym z Ústavu biochemie
„Poprvé jsme ukázali, že enzymový komplexmeprin α a meprin β umístěné na střevních buňkách ovlivňují složení mikrobiomu zpracováním substrátu galektinu-3,“ vysvětlila první autorka Cynthia Bülk, PhD a studentka Ústavu biochemie na univerzitě v Kielu. Tento proces přitom ovlivňuje samotný mikrobiom.
Vědci studovali interakci regulaceenzymový komplex v myších modelech s různými bakteriálními kolonizacemi. Zaměřili se na enzymy degradující proteiny meprin α a meprin β, které jsou vysoce exprimovány ve zdravém střevě a jsou sníženy u chronického zánětlivého onemocnění střev (IBD). Chronická zánětlivá onemocnění střev jsou skupinou střevních onemocnění, která zahrnují ulcerózní kolitidu (UC) a Crohnovu chorobu (CD, střevní granulomatóza). Obě tyto patologie s progresivním průběhem často vedou k invaliditě a dokonce smrti.
„Na jedné straně jsme chtěli zjistit funkcimepriny v tenkém a tlustém střevě a na druhé straně pochopit, jak je regulován střevní mikrobiom,“ vysvětlují autoři studie. Meprinové proteázy se nacházejí v celém střevě a jsou přítomny jako meprinový α/β komplex v tlustém střevě, ale nejsou typickými trávicími enzymy. K objasnění jejich funkcí vědci použili metodu založenou na hmotnostní spektrometrii. Cílem je najít substráty, které jsou zpracovávány enzymovým komplexem. V důsledku toho vědci identifikovali galektin-3.
Neustále se vyrábí v klcíchstřev a nachází se jak uvnitř, tak vně buněk, ve slizniční vrstvě. Galektin-3 interaguje s bakteriemi například aglutinací. Studie ukázala, že proteolytické štěpení galektinu-3 meprinem α/β vedlo ke změně mikrobiálních vazebných vlastností. Současně se v závislosti na bakteriálním složení mění enzymatické zpracování galektinu-3.
Proteolytické zpracování galektinu-3 meprinemα/β ve střevě je regulován mikrobiomem (A), ale také moduluje složení mikrobiomu (B). Hraje důležitou roli při bakteriální aglutinaci (C) a je spojován se zánětlivými procesy (D).
Proto štěpení galektinu-3 enzymemkomplex meprinu α/β je rozhodující pro homeostázu hostitelského mikrobiomu. Poděkování: K. Bülk, Ústav biochemie, Univerzita v Kielu (obrázek vytvořen pomocí BioRender)
Vědci také zjistili, že enzymatickéštěpení galektinu-3 vede k silné aglutinaci (shlukování) a eliminaci patogenu Pseudomonas aeruginosa (také známého jako Pseudomonas aeruginosa). Tento typ gramnegativních, aerobních, pohyblivých, tyčinkovitých bakterií žije ve vodě a půdě a je původcem nozokomiálních infekcí u lidí. Léčba je obtížná kvůli vysoké odolnosti vůči antibiotikům.
Výzkumníci došli k závěru, že štěpení galektinu-3 enzymovým komplexem meprin α/β je rozhodující pro homeostázu hostitelského mikrobiomu.
Přečtěte si více:
Ukázalo se, že fotosyntéza nefunguje tak, jak si vědci mysleli. Teď to chtějí hacknout
Vzdálená rádiová galaxie se ukázala jako černá díra, která je namířena přímo na Zemi
Našli způsob, jak snížit váhu a hladinu cukru v krvi. Vědci slibují efekt operace
Na obálce: Enzyme Polyneuridin-Aldehyde Esterasa
Přispěli: Yang L, Hill M, Wang M, Panjikar S, Stöckigt J (2009). doi: 10.1002/anie.200900150, PMID 19496101