Forskerhold ledet af professor Christoph Becker-Pauly fra Institut for Biokemi
”For første gang har vi vist, at enzymet kompleksmeprin α og meprin β placeret på tarmceller påvirker sammensætningen af mikrobiomet ved at behandle substratet galectin-3,” forklarede førsteforfatter Cynthia Bülk, PhD og studerende ved Institut for Biokemi ved Kiel Universitet. Samtidig påvirker mikrobiomet selv denne proces.
Forskere har undersøgt samspillet mellem reguleringenzymkompleks i musemodeller med forskellige bakterielle koloniseringer. De fokuserede på de proteinnedbrydende enzymer meprin α og meprin β, som er stærkt udtrykt i den raske tarm og er nedsat ved kronisk inflammatorisk tarmsygdom (IBD). Kroniske inflammatoriske tarmsygdomme er en gruppe af tarmsygdomme, der omfatter colitis ulcerosa (UC) og Crohns sygdom (CD, intestinal granulomatose). Begge disse patologier, med et progressivt forløb, fører ofte til handicap og endda død.
”På den ene side ville vi finde ud af funktionenmeprins i tynd- og tyktarmen, og på den anden side at forstå, hvordan tarmmikrobiomet reguleres,” forklarer undersøgelsens forfattere. Meprinproteaser findes i hele tarmen og er til stede som meprin α/β-komplekset i tyktarmen, men er ikke typiske fordøjelsesenzymer. For at afklare deres funktioner brugte forskerne en metode baseret på massespektrometri. Målet er at finde substrater, der behandles af enzymkomplekset. Som et resultat identificerede forskere galectin-3.
Det produceres konstant i villitarme og er placeret både i og uden for cellerne, i slimlaget. Galectin-3 interagerer med bakterier, for eksempel ved agglutination. Undersøgelsen viste, at proteolytisk spaltning af galectin-3 med meprin α/β resulterede i ændrede mikrobielle bindingsegenskaber. På samme tid, afhængigt af bakteriesammensætningen, ændres den enzymatiske behandling af galectin-3.
Proteolytisk behandling af galectin-3 af meprinα/β i tarmen reguleres af mikrobiomet (A), men modulerer også mikrobiomets sammensætning (B). Det spiller en vigtig rolle i bakteriel agglutination (C) og er forbundet med inflammatoriske processer (D).
Derfor spaltningen af galectin-3 af enzymetmeprin α/β-kompleks er afgørende for homeostasen af værtsmikrobiomet. Kredit: K. Bülk, Institute of Biochemistry, University of Kiel (billede oprettet ved hjælp af BioRender)
Forskere fandt også, at enzymatiskspaltning af galectin-3 fører til stærk agglutination (klumpning) og eliminering af patogenet Pseudomonas aeruginosa (også kendt som Pseudomonas aeruginosa). Denne type gram-negative, aerobe, bevægelige, stavformede bakterier lever i vand og jord og er årsagen til nosokomiale infektioner hos mennesker. Behandlingen er vanskelig på grund af høj resistens over for antibiotika.
Forskerne konkluderede, at spaltning af galectin-3 af meprin α/β-enzymkomplekset er afgørende for værtsmikrobiom-homeostase.
Læs mere:
Det viste sig, at fotosyntesen ikke fungerer, som forskerne troede. Nu vil de hacke den
Fjern radiogalakse viste sig at være et sort hul, som er rettet direkte mod Jorden
Fandt en måde at reducere vægt og blodsukker på. Forskere lover effekten af operation
På forsiden: Enzyme Polyneuridin-Aldehyde Esterase
Bidraget af: Yang L, Hill M, Wang M, Panjikar S, Stöckigt J (2009). doi: 10.1002/anie.200900150, PMID 19496101