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    Cell子刊:日本学者揭示肠道有益菌群如何适应母乳

    摘要 : 2017年4月6日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Cell Chemical Biology》杂志在线发表了日本京都大学的Takane Katayama研究组和东京大学Shinya Fushinobu研究组合作的一篇研究论文,研究介绍了长双歧杆菌能通过产生一种名为LnbX的酶,成功适应婴儿肠道环境。

    亚美娱乐app www.yynm360.com 2017年4月6日,国际著名学术杂志《Cell》子刊《Cell Chemical Biology》杂志在线发表了日本京都大学的Takane Katayama研究组和东京大学Shinya Fushinobu研究组合作的一篇研究论文,研究介绍了长双歧杆菌能通过产生一种名为LnbX的酶,成功适应婴儿肠道环境。这一机制使得该细菌能以仅在人奶中富含的糖类为食

    母乳为宝宝提供了主要营养元素,同时也有益于寄生在婴儿胃肠道中的微生物。日本京都大学的Takane Katayama说:“基于双歧杆菌能促进健康,我们的研究可能揭示了母乳驱动的肠道细菌和人类共生的进化轨迹。”

    早期肠道细菌被认为对人体健康有长效影响,并且膳食会对肠道菌群产生巨大影响。例如,科学家认为,母乳中的乳糖能有选择地促进双歧杆菌等有益肠道菌群的生长。而母乳中的一个主要成分乳-N-四糖,并不存在于其他哺乳动物的乳汁中。而双歧杆菌产生的酶能分解这种糖,这表明这些微生物与人类的共生关系是后来进化而来的。

    为了调查这种共生关系的进化,Katayama、 Shinya Fushinobu和同事,测定了LnbX催化区的X射线晶体结构,发现与LnbB 相比,LnbX有不同的结构和催化机理,因此属于一个水解酶新家族。

    研究人员还表示,LnbX基因对长双歧杆菌B能依靠乳-N-四糖生存的能力十分重要。此外,排泄物DNA研究发现,与混合喂养的婴儿相比,长双歧杆菌B和LnbX基因在仅食用母乳的婴儿胃肠道内数量更多。

    在未来研究中,Katayama团队计划调查其他能吸收母乳中糖分的产生不同酶的双歧杆菌。他们还将寻找能提高婴儿健康的双歧杆菌代谢物,以提高配方奶的营养。

    原文链接:

    Molecular Insight into Evolution of Symbiosis between Breast-Fed Infants and a Member of the Human Gut Microbiome Bifidobacterium longum

    原文摘要:

    Breast-fed infants generally have a bifidobacteria-rich microbiota with recent studies indicating that human milk oligosaccharides (HMOs) selecively promote bifidobacterial growth. Bifidobacterium bifidum possesses a glycoside hydrolase family 20 lacto-N-biosidase for liberating lacto-N-biose I from lacto-N-tetraose, an abundant HMO unique to human milk, while Bifidobacterium longum subsp.longum has a non-classified enzyme (LnbX). Here, we determined the crystal structure of the catalytic domain of LnbX and provide evidence for creation of a novel glycoside hydrolase family, GH136. The structure, in combination with inhibition and mutation studies, provides insight into the molecular mechanism and broader substrate specificity of this enzyme. Moreover, through genetic studies, we show that lnbX is indispensable for B. longum growth on lacto-N-tetraose and is a key genetic factor for persistence in the gut of breast-fed infants. Overall, this study reveals possible evolutionary routes for the emergence of symbiosis between humans and bifidobacterial species in the infant gut.

    来源: Cell Chemical Biology 浏览次数:0

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