Tutkimusryhmä, jota johtaa professori Christoph Becker-Pauly Biokemian instituutista
"Olemme ensimmäistä kertaa osoittaneet, että entsyymikompleksisuoliston soluissa sijaitsevat mepriini α ja mepriini β vaikuttavat mikrobiomin koostumukseen prosessoimalla substraattia galektiini-3:a", selitti ensimmäinen kirjoittaja Cynthia Bülk, PhD ja opiskelija Kielin yliopiston biokemian instituutista. Samalla mikrobiomi itse vaikuttaa tähän prosessiin.
Tutkijat ovat tutkineet sääntelyn vuorovaikutustaentsyymikompleksi hiirimalleissa, joissa on erilaisia bakteerikolonisaatioita. He keskittyivät proteiineja hajottaviin entsyymeihin mepriini α ja mepriini β, jotka ilmentyvät voimakkaasti terveessä suolistossa ja ovat vähentyneet kroonisessa tulehduksellisessa suolistosairaudessa (IBD). Krooniset tulehdukselliset suolistosairaudet ovat ryhmä suolistosairauksia, joihin kuuluvat haavainen paksusuolitulehdus (UC) ja Crohnin tauti (CD, suolen granulomatoosi). Molemmat sairaudet, jotka etenevät etenevästi, johtavat usein vammaisuuteen ja jopa kuolemaan.
”Yhtäältä halusimme selvittää toiminnonmepriinejä ohutsuolessa ja paksusuolessa ja toisaalta ymmärtää, kuinka suoliston mikrobiomia säädellään”, tutkimuksen tekijät selittävät. Mepriiniproteaaseja esiintyy kaikkialla suolistossa, ja ne ovat läsnä mepriini-α/β-kompleksina paksusuolessa, mutta ne eivät ole tyypillisiä ruoansulatusentsyymejä. Niiden toimintojen selventämiseksi tutkijat käyttivät massaspektrometriaan perustuvaa menetelmää. Tavoitteena on löytää substraatteja, joita entsyymikompleksi prosessoi. Tämän seurauksena tutkijat tunnistivat galektiini-3:n.
Sitä tuotetaan jatkuvasti villissäsuolistossa ja sijaitsee sekä solujen sisällä että ulkopuolella, limakalvokerroksessa. Galektiini-3 on vuorovaikutuksessa bakteerien kanssa esimerkiksi agglutinaation kautta. Tutkimus osoitti, että galektiini-3:n proteolyyttinen pilkkominen mepriinillä α/β johti muuttuneisiin mikrobien sitoutumisominaisuuksiin. Samaan aikaan galektiini-3:n entsymaattinen käsittely muuttuu bakteerikoostumuksesta riippuen.
Galektiini-3:n proteolyyttinen käsittely mepriinilläMikrobiomi (A) säätelee suolistossa olevaa α/β-arvoa, mutta se myös muuttaa mikrobiomikoostumusta (B). Sillä on tärkeä rooli bakteerien agglutinaatiossa (C) ja se liittyy tulehdusprosesseihin (D).
Siksi galektiini-3:n pilkkominen entsyymin toimestameprin α/β -kompleksi on kriittinen isäntämikrobiomin homeostaasille. Luotto: K. Bülk, Biokemian instituutti, Kielin yliopisto (kuva luotu BioRenderillä)
Tutkijat havaitsivat myös, että entsymaattinengalektiini-3:n pilkkominen johtaa voimakkaaseen agglutinaatioon (paakkuuntumiseen) ja patogeenin Pseudomonas aeruginosan (tunnetaan myös nimellä Pseudomonas aeruginosa) eliminaatio. Tämän tyyppiset gram-negatiiviset, aerobiset, liikkuvat, sauvamaiset bakteerit elävät vedessä ja maaperässä ja ovat ihmisten sairaalainfektioiden aiheuttaja. Hoito on vaikeaa korkean antibioottiresistenssin vuoksi.
Tutkijat päättelivät, että galektiini-3:n pilkkominen mepriini-α/β-entsyymikompleksilla on kriittistä isännän mikrobiomin homeostaasille.
Lue lisää:
Kävi ilmi, että fotosynteesi ei toimi niin kuin tiedemiehet ajattelivat. Nyt he haluavat hakkeroida sen
Kaukainen radiogalaksi osoittautui mustaksi aukoksi, joka on suunnattu suoraan Maahan
Löytyi keino alentaa painoa ja verensokeria. Tutkijat lupaavat leikkauksen vaikutuksen
Kannessa: entsyymipolyneuridiini-aldehydiesteraasi
Osallistujat: Yang L, Hill M, Wang M, Panjikar S, Stöckigt J (2009). doi: 10.1002/anie.200900150, PMID 19496101