Πώς τα εντερικά βακτήρια διασπούν τους φυτικούς γλυκοζίτες

Τα φρούτα και τα λαχανικά περιέχουν μεγάλο αριθμό φυτοχημικών ουσιών - συμπεριλαμβανομένων των φλαβονοειδών, των καρατινοειδών και των γλυκοζιτών - οι οποίες μπορούν να έχουν θετική επίδραση στον ανθρώπινο μεταβολισμό.

Ωστόσο, για να μπορέσει ο άνθρωπος να απορροφήσει τους C-γλυκοζίτες, για παράδειγμα, το σάκχαρο πρέπει να διασπαστεί στο έντερο. Οι ερευνητές του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου του Graz στην Αυστρία αποκρυπτογράφησαν πώς λειτουργεί αυτό και το αποδίδουν στη δραστηριότητα της εντερικής χλωρίδας και των "ενζυμικών ψαλιδιών" της, ανακοίνωσε σήμερα το Tεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Graz.

Οι Γ-γλυκοζίτες - ένας ειδικός τύπος γλυκοζιτών - βρίσκονται συχνά στα φαρμακευτικά φυτά. Πρόκειται για χημικές ενώσεις στις οποίες ένα συστατικό σάκχαρο συνδέεται με ένα συστατικό που δεν είναι σάκχαρο μέσω ενός δεσμού άνθρακα-άνθρακα.

Οι ενώσεις αυτές είναι ασυνήθιστα ισχυρές, αλλά το ενδιαφέρον είναι ότι μπορούν να διασπαστούν με τη βοήθεια εντερικών βακτηρίων και έτσι να διατεθούν για απορρόφηση στον ανθρώπινο οργανισμό.

Η ερευνητική ομάδα με επικεφαλής τους Johannes Bitter, Martin Pfeiffer και Bernd Nidetzky από το Ινστιτούτο Βιοτεχνολογίας και Μηχανικής Βιολογικών Διεργασιών του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου του Graz αναγνώρισε ποιο εργαλείο χρησιμοποιούν τα εντερικά βακτήρια για να διασπάσουν τους γλυκοζίτες και πώς λειτουργεί.

Εκτός από τις πειραματικές μεθόδους υψηλής ανάλυσης, όπως η κρυσταλλογραφία πρωτεϊνών, χρησιμοποιήθηκαν επίσης μέθοδοι με τη βοήθεια υπολογιστή για τη χαρτογράφηση της δυναμικής των βιοχημικών διεργασιών.

Τα εντερικά μικρόβια χρησιμοποιούν "ενζυμικά ψαλίδια" για να διασπάσουν τις πρωτεΐνες. Η επίδρασή τους βασίζεται με τη σειρά της στη λεγόμενη β-εξάλειψη. Οι ερευνητές κατάφεραν να αποκρυπτογραφήσουν τον τρόπο δράσης του ειδικού ενζύμου σε ατομικό επίπεδο και να κατανοήσουν την εξαιρετικά αποτελεσματική διάσπαση. Αποδείχθηκε ότι ένα μεταλλικό κέντρο μαγγανίου στο ένζυμο είναι απαραίτητο για τη διαδικασία της διάσπασης και την καταλυτική του δράση.

Στο πλαίσιο των μελετών τους που χρηματοδοτήθηκαν από το Αυστριακό Επιστημονικό Ταμείο FWF, οι ερευνητές του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου του Graz, σε συνεργασία με ερευνητικές ομάδες του Ιατρικού Πανεπιστημίου του Graz, εντόπισαν την εξελικτική σχέση διαφόρων ενζυμικών ψαλιδιών που διασπούν γλυκοζίτες σε διάφορους μικροοργανισμούς.

"Τα βακτήρια της εντερικής χλωρίδας διαθέτουν αυτά τα ενζυμικά ψαλίδια, όπως και μια μεγάλη ομάδα βακτηρίων που σχετίζονται με φυτά στη φύση", εξήγησε ο Nidetzky. "Αυτό το ενζυμικό ψαλίδι είναι μια καθολική καταλυτική αρχή που επιτρέπει τη διάσπαση των φυσικών γλυκοζιτών ανεξάρτητα από τον τύπο του δεσμού σακχάρου", εξήγησε ο ερευνητής από το Γκρατς.

Προς το παρόν, ο Nidetzky δεν θεωρεί ότι ο μηχανισμός του ενζυμικού ψαλιδιού μπορεί να χρησιμοποιηθεί στο μέλλον χωρίς τη συμμετοχή μικροοργανισμών, για παράδειγμα σε συμπληρώματα διατροφής, για τη βελτίωση της απορρόφησης δευτερογενών φυτικών ουσιών: "Θα ήταν πιο πιθανό να αναπτυχθούν προβιοτικά με μικροοργανισμούς που έχουν επαρκή δραστηριότητα αυτών των ενζύμων", κατέληξε ο ερευνητής.