Mikrobiologinnen und Mikrobiologen haben eine unerwartete Funktion von PNGaseA identifiziert, einem Enzym, das von einigen mit Säuglingen assoziierten Bifidobacterium-Bakterien produziert wird. Das Enzym hilft diesen Mikroben, bestimmte Zucker in menschlicher Muttermilch zu erschließen – Nährstoffe, von denen angenommen wird, dass sie die Entwicklung einer typischen Darmmikrobiota bei Säuglingen unterstützen.
Die am 2. November in Nature Communications veröffentlichten Ergebnisse zeigen, dass PNGaseA Zucker freisetzt, die an kurze Proteinketten gebunden sind. Sobald sie von diesen Ketten entfernt wurden, stehen die Zucker den Bakterien als Nahrungsquelle zur Verfügung.
PNGaseA wird im Allgemeinen mit Prozessen bei Tieren und Pflanzen in Verbindung gebracht, darunter dem Recycling zellulärer Bestandteile. Die von Dr. Lucy Crouch von der University of Birmingham geleitete Studie ergab, dass einige Bifidobacterium-Arten das Enzym nutzen, um sich von diesen Nährstoffen aus der Muttermilch zu ernähren.
Die Forschenden stellten außerdem fest, dass PNGaseA auf Zucker abzielt, die von kurzen Proteinketten getragen werden. Diese Nährstoffe sind in menschlicher Muttermilch, nicht jedoch in Säuglingsnahrung vorhanden. Dies hebt Bestandteile hervor, die für die Etablierung eines gesunden Mikrobioms im frühen Leben wichtig sein könnten.
Crouch sagte, die Entdeckung verdeutliche die Komplexität der mikrobiellen Gemeinschaft bei gestillten Säuglingen. Sie fügte hinzu, dass die Identifizierung der Bestandteile, die nützliche Bakterien unterstützen, Forschenden helfen könnte, Säuglingsnahrung zu entwickeln, die die Funktionen menschlicher Milch genauer nachbildet.
Das Team bestimmte außerdem die Struktur eines PNGase-Enzyms, das an ein N-Glykopeptid gebunden ist. Ramón Hurtado-Guerrero, Professor an der University of Zaragoza und Mitautor der Studie, zufolge zeigt diese Struktur, wie das Enzym sowohl den Zucker als auch das daran gebundene Proteinfragment erkennt. Sie könnte auch Hinweise darauf liefern, wie verwandte PNGase-Enzyme ihre Zielstrukturen identifizieren.
Die Forschenden erklärten, dass die Charakterisierung der Art und Weise, wie PNGaseA bestimmte Nährstoffe aus der Muttermilch verfügbar macht, das Verständnis dafür verbessern könnte, wie menschliche Milch die mikrobielle Gemeinschaft im Darm von Säuglingen prägt. Die Arbeit könnte außerdem zur Entwicklung künftiger Präbiotika für Säuglingsnahrung beitragen, die für Babys ohne Zugang zu Muttermilch vorgesehen ist.
Die Studie mit dem Titel „Structural basis for N-glycopeptide preference in an infant-derived Bifidobacterium bifidum PNGaseA“ wurde in Nature Communications veröffentlicht. DOI: 10.1038/s41467-026-78972-1.
Quellen: Phys.org.