Zespół badawczy kierowany przez profesora Christopha Becker-Pauly z Instytutu Biochemii
„Po raz pierwszy pokazaliśmy, że kompleks enzymatycznymepryna α i mepryna β znajdujące się na komórkach jelitowych wpływają na skład mikrobiomu poprzez przetwarzanie substratu galektyny-3” – wyjaśniła pierwsza autorka Cynthia Bülk, doktorantka i studentka Instytutu Biochemii Uniwersytetu w Kilonii. Jednocześnie sam mikrobiom wpływa na ten proces.
Naukowcy badali interakcję regulacjikompleks enzymatyczny w modelach mysich z różnymi kolonizacjami bakteryjnymi. Skoncentrowali się na enzymach rozkładających białka, meprynie α i meprynie β, których ekspresja jest silna w zdrowych jelitach, a ich poziom jest obniżony w przewlekłej chorobie zapalnej jelit (IBD). Przewlekłe zapalne choroby jelit to grupa chorób jelit, do których zalicza się wrzodziejące zapalenie jelita grubego (UC) i choroba Leśniowskiego-Crohna (CD, ziarniniakowatość jelit). Obie te patologie o postępującym przebiegu często prowadzą do kalectwa, a nawet śmierci.
„Z jednej strony chcieliśmy ustalić funkcjęmepryny w jelicie cienkim i grubym, a z drugiej strony, aby zrozumieć, w jaki sposób regulowany jest mikrobiom jelitowy” – wyjaśniają autorzy badania. Proteazy mepryny występują w całym jelicie i są obecne w okrężnicy jako kompleks mepryny α/β, ale nie są typowymi enzymami trawiennymi. Aby wyjaśnić ich funkcje, badacze wykorzystali metodę opartą na spektrometrii mas. Celem jest znalezienie substratów, które zostaną przetworzone przez kompleks enzymatyczny. W rezultacie naukowcy zidentyfikowali galektynę-3.
Jest stale wytwarzany w kosmkachjelita i znajduje się zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz komórek, w warstwie śluzowej. Galektyna-3 oddziałuje z bakteriami, na przykład poprzez aglutynację. Badanie wykazało, że proteolityczne rozszczepienie galektyny-3 przez meprynę α/β spowodowało zmianę właściwości wiązania drobnoustrojów. Jednocześnie, w zależności od składu bakterii, zmienia się enzymatyczne przetwarzanie galektyny-3.
Przetwarzanie proteolityczne galektyny-3 przez meprynęPoziom α/β w jelitach jest regulowany przez mikrobiom (A), ale także moduluje skład mikrobiomu (B). Odgrywa ważną rolę w aglutynacji bakterii (C) i jest powiązany z procesami zapalnymi (D).
Dlatego rozszczepienie galektyny-3 przez enzymKompleks mepriny α/β ma kluczowe znaczenie dla homeostazy mikrobiomu gospodarza. Źródło: K. Bülk, Instytut Biochemii, Uniwersytet w Kilonii (zdjęcie utworzone przy użyciu programu BioRender)
Naukowcy odkryli również, że enzymatycznyrozszczepienie galektyny-3 prowadzi do silnej aglutynacji (zlepiania się) i eliminacji patogenu Pseudomonas aeruginosa (znanego również jako Pseudomonas aeruginosa). Ten typ bakterii Gram-ujemnych, tlenowych, ruchliwych, pałeczkowatych żyje w wodzie i glebie i jest czynnikiem wywołującym zakażenia szpitalne u ludzi. Leczenie jest trudne ze względu na dużą oporność na antybiotyki.
Naukowcy doszli do wniosku, że rozszczepianie galektyny-3 przez kompleks enzymatyczny α/β mepriny ma kluczowe znaczenie dla homeostazy mikrobiomu gospodarza.
Czytaj więcej:
Okazało się, że fotosynteza nie przebiega tak, jak myśleli naukowcy. Teraz chcą go zhakować
Odległa galaktyka radiowa okazała się czarną dziurą, która jest skierowana bezpośrednio na Ziemię
Znaleziono sposób na zmniejszenie masy ciała i poziomu cukru we krwi. Naukowcy obiecują efekt operacji
Na okładce: Enzym Esteraza Polineurydyno-Aldehydowa
Dodali: Yang L, Hill M, Wang M, Panjikar S, Stöckigt J (2009). doi: 10.1002/anie.200900150, PMID 19496101