生产丁酸的赖氨酸和Amadori产品fructoselysine人类肠道共生的
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- PMID:26620920
- PMCID:PMC4697335
- DOI:10.1038 / ncomms10062
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生产丁酸的赖氨酸和Amadori产品fructoselysine人类肠道共生的
Nat Commun。
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文摘
人类肠道细菌产生丁酸,信号可以作为能源属性和肠上皮细胞从而影响结肠健康。然而,途径和细菌的身份参与这个过程仍不明朗。在这里,我们描述的孤立的人类Intestinimonas应变AF211肠,一种细菌能将赖氨酸化学计量的转换成醋酸丁酸和在合成培养基。Intestinimonas AF211也将Amadori产品fructoselysine,十分通过美拉德反应形成于加热食物,丁酸。butyrogenic通路包括一个特定期间过度繁殖增长对赖氨酸的辅酶a转移酶。细菌与Intestinimonas AF211以及遗传编码能力fructoselysine转换结肠样本中大量存在一些健康的人体试验。我们的研究结果表明,蛋白质可以作为源的丁酸在人类结肠癌、及其转换Intestinimonas AF211和相关butyrogens可能保护宿主免受Amadori反应产品的不受欢迎的副作用。
数据
赖氨酸(碳回收率为87%和101%一个)和fructoselysine (b)利用,分别。确切的基质浓度和产品,光密度值包含在补充表1。值意味着生物复制的。误差线表明其中。
轨迹标记和基于感应的蛋白质折叠的蛋白质组学数据在括号中表示。Fd,;和,而不是检测;Ppase焦磷酸酶;Rnf,质子泵Rnf集群。根据我们的模型,fructoselysine被ABC转运蛋白(af_00952 - 00955),由fructoselysine磷酸化激酶(AF_00949)形成fructoselysine-6-phosphate随后裂解的fructoseamine deglycase (AF_00951)赖氨酸和glucose-6-phosphate(紫色箭头)。赖氨酸然后通过赖氨酸退化的途径(黑色箭头),而glucose-6-phosphate通过糖酵解代谢和乙酰辅酶a通路(蓝色箭头)中所描述的文本(补充图。4)。有各种各样的赖氨酸和乙酰辅酶a通路之间的链接和一个acetoacetyl-CoA水平,包括乙酰乙酸乙酸生成酯和乙酰辅酶a,是表示(冲黑色的箭头)。为了简单起见,只显示关键反应和其他链接或乙酰辅酶a的转换形成乙酸通过乙酰辅酶a通路被省略了。Fructoselysine、赖氨酸、丁酸、乙酸、乳酸和有限公司2在不同的颜色高亮显示过程中独特的位置关系。ATP是用红色来表示反应需要或产生能量通过作用物水平磷酸化和电子传递链。乳酸的形成依赖于外源性醋酸和氧化还原状态(因此形成乳酸和醋酸吸收是由虚线表示绿色箭头)。因此,整个fructoselysine化学计量的存在与否取决于外生乙酸以及环境条件和活动的生物合成途径。乙酸的存在(如人类结肠),fructoselysine转换在大约三丁酸(两个丁酸盐是通过乙酰辅酶a途径和形成一个丁酸盐通过赖氨酸通路),虽然没有乳酸生产;然而,当没有外生醋酸,fructoselysine转化成乳酸大约两个丁酸和一个(有关详细信息,请参阅补充表2)。
(一个)高分辨率1H-decoupled13理化性质光谱显示
l ——[613C]赖氨酸13C-labelled发酵产品。(2 -13C]丁酸,[2 -13醋酸C]和[4 -13C)丁酸化学位移为42.33,25.99和15.95件分,分别。(b(6 -)2 d HMBC谱13C]赖氨酸。(c)的标记丁酸分数的百分比(见补充无花果2和3的更多细节)。
(一个)系统发育树预测- CoA转移酶IntestinimonasAF211厌氧菌(粗体显示)和其他代表。树是基于序列从butyryl-CoA:醋酸- CoA转移酶(但是,在蓝色),butyryl-CoA: 4-hydroxybutyrate辅酶a转移酶(4 hbt,紫色),butyryl-CoA:乙酰乙酸盐- CoA转移酶(Ato)α亚基(AtoD,橙色),β亚基(AtoA棕色)和乙酰辅酶a:乙酰乙酸盐- CoA转移酶(AtoC,绿色),分别。绿点表示non-intestinal隔离。IntestinimonasAF211蛋白质诱导期间增长赖氨酸的红色箭头表示。(b原油)Butyryl-CoA:乙酰乙酸盐- CoA转移酶活动细胞提取物。每个测量进行生物复制和4 - 6复制测量。值代表的意思是复制。南达科他州误差表示。绿色和红色酒吧代表的酶活性Intestinimonas分别AF211生长在赖氨酸和葡萄糖+乙酸;蓝色酒吧是消极的控制答:rhamnosivoransDSM26241种植在葡萄糖,这不是赖氨酸发酵的能力。
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