دیدگاه اتمی به آنزیمهای باکتریایی که به هضم کمک می کنند
29 ژوئیه 2015- گروهی از محققان دانشگاه واترلو درانتاریوی کانادا به عمق روده ی انسان دست یافتند و جزئیات فعالیت بیولوژیکی و ساختار مولکولی یک جفت آنزیمی را که توسط باکتریهای ساکن در روده ساخته می شوند، کشف کردند. این یافته ها اطلاعات ارزشمندی را درمورد چگونگی هضم بسیاری از غذاهایی که می خوریم دراختیار دانشمندان قرار داد.
اینکه مواد نشاسته ای چگونه هضم می شوند یکی از مسائل پراهمیت برای سلامت انسان است زیرا نشاسته بخش اصلی رژیم غذایی برای انسانها است. گیاهان این مولکولهای پلی سارکاریدی را در طی فتوسنتز به منظور ذخیره ی انرژی تولید می کنند، غذاهایی مانند سیب زمینی ، گندم و برنج همگی منابع غنی از نشاسته هستند. مواد نشاسته ای منبع اصلی قند در رژیم غذایی می باشند و قند منبع اصلی سوخت برای انسان است.
قند موجود در مواد غذایی و فیزیولوژی هضم نشاسته در بیماریهای گوارشی و کبدی، عدم تحمل غذا، دیابت و چاقی نقش دارد. نتایج این تحقیق جدید علاوه بر اینکه به حل مشکلات سلامت درانسان کمک می کند در درمان این بیماریها نیز موثر خواهد بود.
در چند سال گذشته، دانشمندان به نقش مهم میکروبیوم روده در سلامت انسان پی بردند،هنگامیکه ما از سبزیجات استفاده می کنیم، آنزیم هایی توسط باکتریهای موجود در روده تولید می شود که مولکولهای نشاسته را به قطعات کوچکتر مانند گلوکز می شکنند و این مولکولهای کوچک توسط غشاء روده جذب و وارد جریان خون می گردند.
آرایش میکروارگانیسم های روده ای موضوع بسیار مهمی در تحقیقات است زیرا نوع و تعداد باکتریها در اکوسیستم روده با سلامت انسان مرتبط است، درمطالعات قبلی نشان داده شد تغییر درمیکروبیوم موش به طور مستقیم بر وزن این حیوان تـأثیر گذاشته و موجب لاغر شدن موشهای چاق یا برعکس می گردد. طرحهای پژوهشی عمده ای درایالات متحده وسایر کشورها با هدف شناسایی و آنالیز تمام میکروارگانیسم های روده ی انسان آغاز شده است.
درتحقیق اخیر که به سرپرستی دکتر David Roseدردانشگاه واترلو انجام گردید، دانشمندان به بررسی مکانیسم های مولکولی دقیق آنزیم های موجود در روده ی افراد مختلف و سایر مولکولهای دخیل درهضم نشاسته پرداختند. آنها به اجزاء کمپلکس مولکولی بزرگی که بنام" سیستم استفاده از نشاسته" معروف است، پرداختند. این سیستم یکی از دو سیستم اصلی در میکروبیوم روده ای است که به شکستن نشاسته کمک می کند.
در نشست اخیر انجمن کریستالوگرافی آمریکا (ACA) در فیلادلفیا، دانشجوی کارشناسی ارشد دکتر Rose، مارسیا چادت، فعالیت بیوشیمیایی و ساختار کریستالی دو پروتئین را که به عنوان آنزیم های GH31شناخته می شوند، توضیح داد. این دو آنزیم بخشی از سیستم استفاده از نشاسته هستند.
دکتر Roseمی گوید: بر اساس این ساختار ما تاکنون توانسته ایم ویژگی هایی از این دو آنزیم را پیش بینی کنیم، چنین اطلاعات ساختاری می تواند نقاط ظریفی را در فیزیولوژی نمایان سازد که قبل از این ناشناخته بودند و قابل پیش بینی نبود. این اطلاعات می تواند به محققان برای تولید ترکیبات شیمیایی دارویی کمک کند (یک رویکرد اساسی در جهت تولید مواد دارویی).
اومی افزاید: این اطلاعات می تواند به کشف آنزیم هایی که در وهله ی اول مسئول اتصال به نشاسته وهضم آن هستند، کمک کند، به این ترتیب شما قادر خواهید بود داروهایی را طراحی کنید که فعالیت این آنزیم ها را بطور دقیق تنظیم کرده و در نتیجه تنظیم قند خون از این طریق امکان پذیر گردد. این داروهای جدید به درمان بیماریهای مرتبط با مواد نشاسته ای کمک خواهند کرد.