2024年2月7日,密歇根州立大学的研究人员在Nature在线发表题为Bile salt hydrolase acyltransferase activity expands bile acid diversity的文章。
胆汁酸 (BA) 是胆汁中的类固醇去污剂,由于其抗菌特性,有助于脂肪和脂溶性维生素的吸收,同时塑造肠道微生物组。
该研究确定了肠道微生物群负责 BA 代谢机制的酶,该机制涉及氨基酸与 BA 酰基位点的结合,从而产生多种微生物共轭胆汁酸 (MCBA)。研究人员发现这种转化是由胆盐水解酶(胆盐水解酶/转移酶,BSH/T)的酰基转移酶活性介导的。产气荚膜梭菌BSH/T在提供各种氨基酸和牛磺胆酸盐、糖胆酸盐或胆酸盐时迅速进行酰基转移,在pH值为5.3时达到最佳水平。产气荚膜梭菌BSH/T的氨基酸偶联是多种多样的,包括除脯氨酸和天冬氨酸以外的所有蛋白质氨基酸。MCBA的产生在肠道细菌中广泛存在,使用菌株特异性氨基酸。具有相似 BSH/T 氨基酸序列的物种具有相似的偶联谱,并且有几个BSH/T等位基因与偶联多样性的增加相关。BSH/T的三级结构定位和诱变实验表明,活性位点结构影响氨基酸选择性。这些MCBA产品具有抗菌特性,其中氨基酸疏水性越大,抗菌活性越强。
MCBAs的抑制浓度达到了在哺乳动物肠道中天然测量的浓度。喂给小鼠的MCBA进入肠肝循环,其中肝脏和胆囊浓度根据偶联氨基酸而变化。对人类粪便样本中的 MCBA 进行定量表明,它们的浓度等于或大于二级和初级 BA,并且在减肥手术后降低,从而支持 MCBA 作为 BA 池的重要组成部分,可以通过胃肠道生理学的变化来改变。总之,BSH/T 固有的酰基转移酶活性极大地丰富了 BA 化学,创造了一组以前被低估的代谢物,有可能影响微生物组和人类健康。