Nature：肠道细菌应用硫酸酯酶降解结肠中的粘液糖卵白获取成长所需的养分物

起源：本站原创 2021-10-07 07:18

在一项新的研讨中，研讨职员发现一种硫酸酯酶（sulfatase）匆匆进了维护肠道内壁的粘液的降解，从而能够招致炎症性肠病和结直肠癌发生。相关研讨成果于2021年10月6日在线颁发在Nature期刊上。

2021年10月7日讯/100医药网BIOON/---在一项新的研讨中，来自美国密歇根年夜学、英国利物浦年夜学和瑞典哥德堡年夜学等研讨机构的研讨职员发现一种硫酸酯酶（sulfatase）匆匆进了维护肠道内壁的粘液的降解，从而能够招致炎症性肠病（inflammatory bowel disease, IBD）和结直肠癌发生。相关研讨成果于2021年10月6日在线颁发在Nature期刊上，论文题目为“A single sulfatase is required to access colonic mucin by a gut bacterium”。

人类肠道微生物群对肠道安康和疾病（包含IBD和结直肠癌）的几个方面有很年夜影响。在结肠中，排泄的粘液造成了一道屏蔽，将肠道微生物与肠道内壁离开，避免它们之间能够招致这些肠道疾病的亲密打仗。

一些肠道细菌可能应用粘液糖卵白（mucin glycoprotein），即粘液的次要身分，作为养分起源。然而，今朝仍不分明哪些细菌酶会启动对粘液糖卵白中发现的简单O-聚糖的降解。

虽然硫酸酯酶在包含疾病在内的许多生物进程中发扬着症结作用，然则这些作者在解决无关它们的特同性和机制方面存在严重的常识差距。

结肠粘液的一个次要身分是一种称为粘液卵白2（MUC2）的粘液糖卵白。粘卵白的糖基化在胃肠道中是可变的，而在结肠中，特殊是在远端结肠中，粘卵白的硫酸化添加了。

为了降解粘卵白中发现的简单O-聚糖，一些人类的肠道细菌曾经退化出一个简单的降解酶库，包含硫酸酯酶。通过描写人类肠道共生菌多形拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）发生的12种分歧的硫酸酯酶的活性，这些作者可能发现，它们对O-聚糖中一切已知的硫酸盐键都具备活性，并且它们关于多形拟杆菌应用远端结肠粘卵白的O-聚糖至关紧张。这项研讨提醒多形拟杆菌具备在高度硫酸化的结肠粘卵白上成长的弱小才能，而且它领有可能在O-聚糖中一切已知的硫酸盐键中去除硫酸基的硫酸酯酶。令人诧异的是，这些作者发现，一种症结的硫酸酯酶对这种细菌在结肠粘卵白O-聚糖上的成长是极其紧张的。

拟杆菌、Phocaeicola菌株和Akkermansia muciniphila在分歧粘卵白O-聚糖中的成长，图片来自Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03967-5。

此中的三种硫酸酯酶的晶体构造为提醒它们的底物特同性的分子根底提供了机制上的新见解。出人意料的是，他们发现此中的一种硫酸酯酶对体外应用硫酸化的O-聚糖至关紧张，并且在体内也有紧张作用。

这些研讨成果使得这些作者深化相识了一组肠道细菌降解粘卵白的机制，这是一个对正常的微生物肠道定植和诸如IBD和结直肠癌之类的肠道疾病都很紧张的进程。

鉴于哺乳植物宿主之间的粘卵白糖构造能够有所分歧，这些症结步调终极能够必要在人类身上获得验证。

这些发现将为将来阻断这一简单的酶路径的研讨提供信息，并有能够克制招致IBD等疾病的细菌中的粘卵白降解运动。（100医药网 100yiyao.com）

参考材料：

Eric Martens et al. . Nature, 2021, doi:10.1038/s41586-021-03967-5.

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