Výskumný tím pod vedením profesora Christopha Beckera-Paulyho z Ústavu biochémie
„Prvýkrát sme ukázali, že komplex enzýmovmeprin α a meprin β nachádzajúce sa na črevných bunkách ovplyvňujú zloženie mikrobiómu spracovaním substrátu galektín-3,“ vysvetlila prvá autorka Cynthia Bülk, PhD a študentka Ústavu biochémie na univerzite v Kieli. Tento proces zároveň ovplyvňuje aj samotný mikrobióm.
Vedci skúmali interakciu regulácieenzýmový komplex v myších modeloch s rôznymi bakteriálnymi kolonizáciami. Zamerali sa na enzýmy degradujúce proteíny meprin α a meprin β, ktoré sú vysoko exprimované v zdravom čreve a sú znížené pri chronickom zápalovom ochorení čriev (IBD). Chronické zápalové ochorenia čriev sú skupinou črevných ochorení, ktoré zahŕňajú ulceróznu kolitídu (UC) a Crohnovu chorobu (CD, črevná granulomatóza). Obe tieto patológie s progresívnym priebehom často vedú k invalidite a dokonca k smrti.
„Na jednej strane sme chceli zistiť funkciumeprinov v tenkom a hrubom čreve a na druhej strane pochopiť, ako je regulovaný črevný mikrobióm,“ vysvetľujú autori štúdie. Meprinové proteázy sa nachádzajú v celom čreve a sú prítomné ako meprinový α/β komplex v hrubom čreve, ale nie sú typickými tráviacimi enzýmami. Na objasnenie ich funkcií vedci použili metódu založenú na hmotnostnej spektrometrii. Cieľom je nájsť substráty, ktoré sú spracované enzýmovým komplexom. V dôsledku toho vedci identifikovali galektín-3.
Neustále sa vyrába v klkochčrevá a nachádza sa vo vnútri aj mimo buniek, v slizničnej vrstve. Galektín-3 interaguje s baktériami napríklad aglutináciou. Štúdia ukázala, že proteolytické štiepenie galektínu-3 meprinom α/β viedlo k zmeneným mikrobiálnym väzbovým vlastnostiam. Súčasne sa v závislosti od bakteriálneho zloženia mení enzymatické spracovanie galektínu-3.
Proteolytické spracovanie galektínu-3 meprinomα/β v čreve je regulovaný mikrobiómom (A), ale tiež moduluje zloženie mikrobiómu (B). Zohráva dôležitú úlohu pri bakteriálnej aglutinácii (C) a súvisí so zápalovými procesmi (D).
Preto štiepenie galektínu-3 enzýmomkomplex meprin α/β je rozhodujúci pre homeostázu hostiteľského mikrobiómu. Poďakovanie: K. Bülk, Inštitút biochémie, Univerzita v Kieli (obrázok vytvorený pomocou BioRender)
Vedci tiež zistili, že enzymatickéštiepenie galektínu-3 vedie k silnej aglutinácii (zhlukovaniu) a eliminácii patogénu Pseudomonas aeruginosa (tiež známeho ako Pseudomonas aeruginosa). Tento typ gramnegatívnych, aeróbnych, pohyblivých, tyčinkovitých baktérií žije vo vode a pôde a je pôvodcom nozokomiálnych infekcií u ľudí. Liečba je náročná kvôli vysokej odolnosti voči antibiotikám.
Vedci dospeli k záveru, že štiepenie galektínu-3 enzýmovým komplexom meprin α/β je rozhodujúce pre homeostázu hostiteľského mikrobiómu.
Čítaj viac:
Ukázalo sa, že fotosyntéza nefunguje tak, ako si vedci mysleli. Teraz to chcú hacknúť
Vzdialená rádiová galaxia sa ukázala ako čierna diera, ktorá je nasmerovaná priamo na Zem
Našiel spôsob, ako znížiť hmotnosť a hladinu cukru v krvi. Vedci sľubujú efekt operácie
Na obale: Enzým polyneuridín-Aldehydesteráza
Prispeli: Yang L, Hill M, Wang M, Panjikar S, Stöckigt J (2009). doi: 10.1002/anie.200900150, PMID 19496101