导读
1. 与完整酪蛋白相比,水解酪蛋白饮食增加了猪空肠和回肠中乳杆菌含量,特别是淀粉乳杆菌;
2. 分离淀粉乳杆菌S1进行体外研究,发现淀粉乳杆菌对肽结合氨基酸的偏好性强于游离氨基酸;
3. 淀粉乳杆菌的肽转运蛋白基因OptB和多个氨基酸转运蛋白基因在富含肽的底物中上调,且对肽和游离氨基酸的利用率增强;
4. 乙酸激酶ackA基因的表达在富含氨基酸的底物中上调,促进乙酸的产生;
5. 乳酸脱氢酶ldh基因在富含肽的底物中上调,促进乳酸的产生。
研究背景
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乳杆菌是哺乳动物小肠中的优势菌群,其中,食淀粉乳杆菌是优势种
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肠道细菌对氨基酸和肽有不同的利用偏好
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酪蛋白水解物刺激仔猪的上消化道转运功能,促进小肠微生物的碳水化合物代谢,促进乳酸生成
科学问题
1. 酪蛋白水解物饮食对猪肠道菌群的组成有什么影响?为什么?
2. 小肠中优势菌群占优势是否与营养利用偏好有关?机制?
研究内容
1.酪蛋白水解物饮食对猪肠道菌群的
组成有什么影响?为什么?
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酪蛋白水解物饮食对空肠和回肠中乳杆菌丰度影响最大,特别是食淀粉乳杆菌
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酪蛋白水解物饮食导致空肠和回肠肽的含量增加
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推测肽可能是提高食淀粉乳杆菌生长的驱动因素
2.食淀粉乳杆菌在氮源利用方面是否具有
特定的蛋白和对应基因
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具有肽与部分氨基酸的转运蛋白
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能够对转运的氨基酸进行代谢
3.富肽底物是否是通过上调食淀粉乳杆菌
肽与氨基酸转运基因的表达,促进了菌
的生长?
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肽转运系统optB促进了菌株对肽的利用
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optB所利用的肽与其氨基酸结合位点有关
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富肽底物通过上调氨基酸转运基因的表达,促进菌株对游离氨基酸的利用
4.富氨基酸和富肽底物的代谢模式有什么
差异?
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富肽底物上调乳酸脱氢酶ldh基因的表达,促进乳酸的产生
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富氨基酸底物上调乙酸激酶ackA基因的表达,促进乙酸的产生
结论与展望
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富含肽的饮食对猪小肠中乳杆菌的富集起到了重要作用
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优势菌食淀粉乳杆菌对多肽的营养偏好改变了氨基酸和肽转运相关基因的表达,增强了其对肽和氨基酸的利用能力,同时也发现其对不同底物的差异代谢模式。
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菌株共培养的方法或具有多种菌株的合成培养物可用于未来的研究以考虑肠道的复杂性
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可以为猪肠道健康的饮食控制提供指导,为借助营养塑造菌群提供了新思路
启发
亮点
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思路清晰,从现象(酪蛋白水解物饮食能够提高猪小肠乳杆菌的丰度)到假设(是否是高含量的肽导致了这一现象),再到证实(氮源利用特征),再到展望
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揭示了对多肽的营养偏好是介导猪小肠中食淀粉乳杆菌成为优势菌的关键机制
不足
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氮源为氨基酸与肽的混合物,未证明食淀粉乳杆菌单独对于肽或氨基酸的利用能力。
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未证明蛋白水解系统(胞壁蛋白酶、二三肽转运系统等)对于菌株肽利用的贡献
启发
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两歧双歧杆菌对于肽的利用,可考虑从转运蛋白的特定结合位点着手,筛选肽
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富肽底物在促进肽转运系统的表达的同时是否也会促进氨基酸转运蛋白的表达
Title: Amino acid utilization allows intestinal dominance of Lactobacillus amylovorus
Journal: The ISME Journal (2022)
DOI: 10.1038/s41396-022-01287-8
图文|顾哲铭 江南大学2021级硕士
稿件来源|江南大学食品生物技术中心
排版|石阳阳