Forskningsteam ledet av professor Christoph Becker-Pauly fra Institutt for biokjemi
"For første gang har vi vist at enzymet kompleksmeprin α og meprin β lokalisert på tarmceller påvirker sammensetningen av mikrobiomet ved å behandle substratet galectin-3," forklarte førsteforfatter Cynthia Bülk, PhD og student ved Institute of Biochemistry ved Kiel University. Samtidig påvirker mikrobiomet selv denne prosessen.
Forskere har studert samspillet mellom reguleringenzymkompleks i musemodeller med ulike bakteriekoloniseringer. De fokuserte på de proteinnedbrytende enzymene meprin α og meprin β, som er sterkt uttrykt i den friske tarmen og er redusert ved kronisk inflammatorisk tarmsykdom (IBD). Kroniske inflammatoriske tarmsykdommer er en gruppe tarmsykdommer som inkluderer ulcerøs kolitt (UC) og Crohns sykdom (CD, intestinal granulomatose). Begge disse patologiene, med et progressivt forløp, fører ofte til funksjonshemming og til og med død.
"På den ene siden ønsket vi å finne ut av funksjonenmeprins i tynn- og tykktarmen, og på den annen side for å forstå hvordan tarmmikrobiomet reguleres, forklarer studieforfatterne. Meprinproteaser finnes i hele tarmen og er tilstede som meprin α/β-komplekset i tykktarmen, men er ikke typiske fordøyelsesenzymer. For å klargjøre funksjonene deres brukte forskerne en metode basert på massespektrometri. Målet er å finne substrater som behandles av enzymkomplekset. Som et resultat identifiserte forskere galectin-3.
Det produseres stadig i villitarmer og ligger både innenfor og utenfor cellene, i slimlaget. Galectin-3 interagerer med bakterier, for eksempel ved agglutinasjon. Studien viste at proteolytisk spaltning av galectin-3 av meprin α/β resulterte i endrede mikrobielle bindingsegenskaper. På samme tid, avhengig av bakteriesammensetningen, endres den enzymatiske behandlingen av galectin-3.
Proteolytisk prosessering av galectin-3 av meprinα/β i tarmen reguleres av mikrobiomet (A), men modulerer også mikrobiomets sammensetning (B). Det spiller en viktig rolle i bakteriell agglutinasjon (C) og er assosiert med inflammatoriske prosesser (D).
Derfor spaltning av galectin-3 av enzymetmeprin α/β-komplekset er kritisk for homeostasen til vertsmikrobiomet. Kreditt: K. Bülk, Institute of Biochemistry, University of Kiel (bilde laget med BioRender)
Forskere fant også at enzymatiskespaltning av galectin-3 fører til sterk agglutinasjon (klumping) og eliminering av patogenet Pseudomonas aeruginosa (også kjent som Pseudomonas aeruginosa). Denne typen gramnegative, aerobe, bevegelige, stavformede bakterier lever i vann og jord og er årsaken til sykehusinfeksjoner hos mennesker. Behandling er vanskelig på grunn av høy motstand mot antibiotika.
Forskerne konkluderte med at spaltning av galectin-3 av meprin α/β-enzymkomplekset er avgjørende for vertsmikrobiom-homeostase.
Les mer:
Det viste seg at fotosyntesen ikke fungerer slik forskerne trodde. Nå vil de hacke den
Fjern radiogalakse viste seg å være et svart hull, som er rettet direkte mot jorden
Fant en måte å redusere vekt og blodsukker på. Forskere lover effekten av kirurgi
På omslaget: Enzyme Polyneuridine-Aldehyde Esterase
Bidraget av: Yang L, Hill M, Wang M, Panjikar S, Stöckigt J (2009). doi: 10.1002/anie.200900150, PMID 19496101