Methanobrevibacter smithii - Methanobrevibacter smithii

Methanobrevibacter smithii
bilimsel sınıflandırma
Alan adı:
Archaea
Şube:
Euryarchaeota
Sınıf:
Metanobakteriler
Sipariş:
Metanobakteriyeller
Aile:
Methanobacteriaceae
Cins:
Methanobrevibacter
Türler:
M. smithii
Binom adı
Methanobrevibacter smithii
Balch ve Wolfe 1981

Methanobrevibacter smithii baskın Archaeon içinde mikrobiyota of insan bağırsağı. M. smithii var kokobasil şekli. Verimli olmak için önemli bir rol oynar. sindirim nın-nin polisakkaritler (karmaşık şekerler) son ürünlerini tüketerek bakteri fermantasyonu. Methanobrevibacter smithii bir tek hücreli mikroorganizma Archaea'dan alan adı. M. smithii bir metanojen ve bir hidrojenotrof geri dönüştüren hidrojen ile birleştirerek karbon dioksit -e metan. Hidrojenin çıkarılması M. smithii bakteri fermentasyonunu daha oksitlenmiş son ürünlere kaydırarak besinlerden enerji ekstraksiyonunda bir artışa izin verdiği düşünülmektedir.[1]

İnsan bağırsağındaki önemi

İnsan bağırsak mikrobiyotresi hidrojen tüketen mikroorganizmaların üç ana grubundan oluşur veya hidrojenotroflar: metanojenler dahil M. smithii; çeşitli asetojenik bakteri; ve sülfat azaltıcı bakteriler. Bu mikroorganizmaların farklı rolleri, hidrojen metabolizmasının diyet fermantasyonunun verimliliğini nasıl etkilediğini anlamada yardımcı olur.[2] Bağırsakta hidrojen birikmesi, mikrobiyal fermantasyonun verimini ve enerji verimini azaltır. Metanojenik arkealar bu nedenle insan bağırsağı için özellikle önemlidir, çünkü fazla hidrojenin uzaklaştırılmasında çok önemlidirler.[1] M. smithii insan bağırsağı mikrobiyotasındaki en yaygın metanojenik arkeondur. M. smithii sindirim süreçlerinde çok önemlidir ve yüksek prevalansa sahiptir. insan dışkısı.[3]

Bağırsak mikrobiyotasına hâkimdir gram negatif Bakteroidler, ve Firmicutes (çoğunlukla gram pozitif ). Archaea, en belirgin şekilde metanojenik M. smithii. M. smithii manipülasyon için terapötik bir hedef ve bağırsak ekosistemine adaptasyon olduğuna inanılıyor.[4]

M. smithii kullanımında yer alan genlerin önemli ölçüde zenginleşmesine sahiptir. karbon dioksit (CO2), hidrojen gazı (H2), ve format için metanojenez. Ayrıca CO'ya izin vermek için sağlam bir yola sahiptir.2 metanojenik tüketimi için kullanım gen kümesi B. thetaiotaomicronüretilen metabolit.[4]

M. smithii fermantasyonun çeşitli bakteriyel son ürünlerinin metanojenik ve metanojenik olmayan şekilde uzaklaştırılmasını destekler.[4]

İnsan bağırsağı ekosistemindeki baskın arkeon, diyetteki polisakkaritlerin bakteriyel sindiriminin özgüllüğünü ve etkinliğini etkiler. Bu, kişinin kalori alımını ve vücut yağını etkiler. Araştırmacılar sıraladı M. smithii genom, bunu gösteren M. smithii obez insanlarda enerji hasadını azaltmak için terapötik bir hedef olabilir.[4]

Bakterilere kıyasla hücre duvarı ve hücre zarı

Hücre duvarı ve hücre zarı Methanobrevibacter smithii antibiyotiklere duyarlılığı belirlemek ve statinler. Hücre duvarı şunlardan oluşur: psödopeptidoglikan (ve yok peptidoglikan Bakterilerde olduğu gibi) arkeayı dirençli hale getirir lizozim ve hücre duvarı sentezine müdahale eden birçok antibiyotik. Hücre zarı aşağıdakilerden oluşur: lipit iki tabakalı veya omurgası oluşan tek tabakalı izopren bağlantılı birimler gliserol tarafından eter tahviller. Buna karşılık, bakteri lipit çift tabakası bir yağ asidi gliserole bağlı omurga Ester bağ. Arkeanın hücre zarında statine duyarlı izopren birimlerinin varlığı, statinlerin, bakteri hücre zarını etkilenmeden bırakırken, arkeanın büyümesine seçici olarak müdahale etmesine izin verir. Bakteriler hücre zarlarında izopren birimleri kullanmasalar da, başka yerlerde hala gereklidir. Bu bakteriyel izopren birimleri, bununla birlikte, mevalonat yolu Statinler tarafından engellenmeyen (MEP).[5]

Anoreksik hastalarda

2009 yılında, insanlarla ilgili en büyük araştırma obezite ve bağırsak mikrobiyotresi bugüne kadar yapıldı. Obezite bozuklukları bir dengesizliğin sonucudur ve aşağıdaki gibi ciddi sonuçları vardır. kalp-damar hastalığı, 2 tip diyabet, ve kolon kanseri. Bağırsak mikrobiyotası ve çevre, enerji alımı, dönüşümü ve depolamasına dahil olması nedeniyle enerji dengesizliğine katkıda bulunur. Kültürden bağımsız yöntemler, sağlıklı yetişkinlerin kolonlarındaki yüksek metanojen oranlarının tüm anaerobların% 10'unu oluşturabildiğini göstermiştir. Kantifikasyon ortalaması M. smithii anoreksik grup için zayıf ve obez gruptan çok daha fazlaydı. Böylece daha yüksek miktarlarda M. smithii zayıf hastalara göre anoreksik hastalarda bulunmuştur.

Methanobrevibacter'in gelişimi anoreksi hastalar, anoreksik hastaların düşük kalorili diyetinden optimum şekilde yararlanmaya yönelik uyarlamalı bir girişimle ilişkilendirilebilir. Bu nedenle, M. smithii düşük kalorili diyetlerde gıda dönüşümünün optimizasyonuna yol açar. M. smithii anoreksik hastalar için yaygın bir durum olan kabızlık ile de ilişkili olabilir.[1]

M. smithii ve kabızlık

Gözlemsel çalışmalar, gecikmiş bağırsak geçişi ile metan üretimi arasında güçlü bir ilişki olduğunu göstermektedir. Deneysel veriler, kolonik ve ileal düz kas üzerinde metanın doğrudan inhibe edici aktivitesini ve metan için olası bir rolü ortaya koymaktadır. gaz iletici. Statinler çiftlik hayvanlarında ve insanlarda gösterildiği gibi bakteri sayılarını etkilemeden arkeal hücre zarı biyosentezini engelleyebilir. Bu, bağırsak mikrobiyomunu korurken, kabızlığın belirli bir etiyolojik faktörünü hedefleyen terapötik bir müdahale olasılığını açar. Genel olarak statinlerin, hücre zarı biyosentezi üzerindeki etkileri yoluyla metan üretimini inhibe ettiğine inanılırken, HMG-CoA redüktaz statinlerin engellediği alternatif veya ek bir etki mekanizması için biriken kanıtlar vardır. metanojenez direkt olarak. Görünüşe göre bu diğer mekanizma, lakton özellikle statin formu lovastatin yönetilir.[5]

Referanslar

  1. ^ a b c Armougom F; Henry M; B şişeleri; Raccah D; et al. (2009). "İnsan Bağırsağı Mikrobiyotasının Bakteriyel Topluluğunun İzlenmesi Lactobacillus Obez Hastalarda ve Anoreksik Hastalarda Metanojenler ". PLOS ONE. 4 (9): e7125. doi:10.1371 / journal.pone.0007125. PMC  2742902. PMID  19774074.
  2. ^ Hansen, Elizabeth E .; Lozupone, Catherine A .; Rey, Federico E .; Wu, Meng; Guruge, Janaki L .; Narra, Aneesha; Goodfellow, Jonathan; Zaneveld, Jesse R .; McDonald, Daniel T. (2011-03-15). "Baskın insan bağırsağı ile ilişkili arkkeon, Methanobrevibacter smithii'nin pan-genomu, ikizlerde incelendi". Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri. 108 Özel Sayı 1: 4599–4606. doi:10.1073 / pnas.1000071108. ISSN  1091-6490. PMC  3063581. PMID  21317366.
  3. ^ Bedis, D., Mireille, H. (2009). "Yüksek Prevalans Methanobrevibacter smithii ve Metanosphaera stadtmanae Geliştirilmiş DNA Algılama Protokolü Kullanılarak İnsan Bağırsağında Tespit Edildi. "PLOS One 4 (9) e7063.
  4. ^ a b c d Buck, S., Hansen, E., (2007). "Genomik ve metabolik adaptasyonlar Methanobrevibacter smithii insan bağırsağına. "Amerika Birleşik Devletleri Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri 104, 10643-10648.
  5. ^ a b Gottlieb, K., Wacher, V., Sliman, J. ve Pimentel, M. (2015). Derleme makalesi: metanojenik arkelerin, kabızlık ve ilgili bozukluklar için hedeflenmiş bir tedavi stratejisi olarak statinler tarafından inhibisyonu. Sindirim Farmakolojisi ve Terapötikleri.

daha fazla okuma

Bang, Corinna; Weidenbach, Katrin; Gutsmann, Thomas; Heine, Holgar; Schmitz Ruth A. (2014). "The Intestinal Archaea Methanosphaera stadtmanae ve Methanobrevibacter smithii İnsan Dendritik Hücrelerini Etkinleştiriyor". PLOS ONE. 9 (6): e99411. doi:10.1371 / journal.pone.0099411. PMC  4051749. PMID  24915454.

Kim, Gene; Deepinder, Fnu; Morales, Walter; Hwang, Laura; Weitsman, Stacy; Chang, Christopher; Günsalus, Robert; Pimentel, Mark (Aralık 2012). "Methanobrevibacter smithii, Kabızlık-Baskın IBS ve Nefeste Metan Olan Hastalarda Baskın Metanojendir". Sindirim Hastalıkları ve Bilimleri. 57 (12): 3213–3218. doi:10.1007 / s10620-012-2197-1. PMID  22573345.

Dış bağlantılar