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doi: 10.4161 / gmic.19897。
2012年5月10日Epub。
复杂碳水化合物在肠道的微生物降解
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- PMID:22572875
- PMCID:PMC3463488
- DOI:10.4161 / gmic.19897
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复杂碳水化合物在肠道的微生物降解
肠道微生物。
2012年Jul-Aug。
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文摘
细菌在哺乳动物肠共同拥有一个更大的降解酶和代谢能力比他们的主机。微生物发酵的复杂non-digestible膳食碳水化合物和host-derived聚糖在人类肠道对健康有重要影响。某些优势物种,特别是拟杆菌门中,具有非常大量的基因编码碳水化合物酶活性,可以随时转换不同能源之间在肠道取决于可用性。然而,更多的营养专业细菌似乎在社区中扮演关键的角色等启动复杂基质的降解植物细胞壁,淀粉颗粒和粘蛋白。例子是新兴的厚壁菌门、放线菌和Verrucomicrobium类群,但还需要更多的信息在这些小组织进行了研究。膳食碳水化合物的影响,包括益生元,对人类健康需要理解的饮食成分之间的复杂关系,肠道微生物群和代谢输出。
数据
图1所示。主要diet-derived多糖和微生物carbohydrate-degrading酶的活动。与特定活动相关的酶家族大多数肠道细菌表示如下:GH,糖苷水解酶;PL,多糖裂合酶;CE,碳水化合物酯酶;G,葡萄糖;F,果糖;X,木糖;一个阿拉伯糖;GalU,半乳糖醛酸;GluU,葡萄糖醛酸。 [For details refer to the CAZY website (/
www.cazy.org/ )]。
图2。植物细胞壁结构。主要结构多糖的图解表示组件的一个“典型”的主要植物细胞壁。
图3。细胞表面组织carbohydrate-degrading酶的例子在厌氧的革兰氏阳性肠道细菌。A和C显示两个主要的域结构和组织细胞表面锚定淀粉酶从两个人类肠道厌氧菌(编号是指酶家族(如图1所示)或碳水化合物绑定模块(CBM)家庭)。B显示了域结构6的例子cellulosomal polysaccharidases瘤胃细菌瘤胃球菌属flavefaciensFD1。D显示了可能cellulosome组织r . flavefaciensFD1;scaE痂,scaA和scaC结构蛋白编码的sca基因簇,与彼此互动和cellulosomal酶亚基通过一系列具体的、非共价dockerin: cohesin配对(表明,灰色)。C和D中的箭头指示sortase-mediated锚定到细菌细胞壁(还表示通过交叉影线)。
图4。占主导地位的细菌物种被粪便样本中分析16 s rRNA序列的六个人。数据来自沃克et al。(2011)和代表26个粪便样本的均值六肥胖男性志愿者(4,或者在一个案例中,人均样本)在12周饮食控制研究。Phylotypes对应25个最丰富的培养细菌物种,这几乎占了50%的序列,按降序显示的右边。左边的灰色区域代表了295年额外phylotypes(培养和无教养的生物)检测。
图5。
叫多形拟sus系统。显示了基因的顺序sus集群负责淀粉利用率在这个物种。B显示了推断附近组织的基因产物或细菌细胞表面(OM外膜,CM细胞质膜)。淀粉分子表现为糖链,在不同阶段的水解。
图6。能量摄入和支出。图表总结了肠道微生物影响的潜在能量增益和支出mono-gastric动物如人。从微生物发酵而产生的能量通过短链脂肪酸的吸收可能受到微生物群组成,更特别是肠道转运,基质分解效率,影响消化和吸收。其他潜在的重要,但知之甚少,但是包括可能影响微生物产品饱腹感和能量消耗的影响。
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