Structure-function relationships of (prebiotic) carbohydrates and their selective consumption by probiotic bacteria
| Promotie: | Dhr. M.C.L. Böger |
| Wanneer: | 13 januari 2020 |
| Aanvang: | 11:00 |
| Promotor: | L. (Lubbert) Dijkhuizen |
| Waar: | Academiegebouw RUG |
| Faculteit: | Science and Engineering |
Hoe krijg je gezondere darmbacteriën?
Het menselijk darmkanaal bevat een grote variatie aan microben die een belangrijke rol spelen in gezondheid en ziekten (zoals obesitas, stofwisselingsproblemen, ontwikkeling immuunsysteem, maar ook angst en depressie via de darm-brein connectie). De samenstelling van het geheel aan microben in de darm, het microbioom, is te verbeteren met probiotica. Dit zijn levende micro-organismen die, wanneer toegediend in de juiste hoeveelheden, een positief gezondheidseffect hebben op de gastheer. Ook is beïnvloeding mogelijk via prebiotica, voedingsstoffen zoals bijvoorbeeld oligo- en polysachariden, die selectief gebruikt worden door micro-organismen met gezondheidsbevorderende eigenschappen. Effectieve combinaties van pro- en prebiotica (samen synbiotica) zijn van groot belang voor toepassingen in voeding en farmacie. Via zijn promotieonderzoek heeft Markus Böger hiervoor verschillende nieuwe inzichten ontwikkeld.
Böger heeft de afbraak bestudeerd van (prebiotische) koolhydraten door verschillende kweken van telkens één geselecteerde probiotische darmbacterie, om zo hun individuele bijdragen in kaart te brengen. Detailstructuren van verschillende (commerciële) prebiotische mengsels voor en na de groei van deze bacteriën zijn ook geanalyseerd. Bacteriële groei in het laboratorium werd geanalyseerd onder strikt anaerobe (zuurstof vrije) omstandigheden, in afgesloten kweekplaten of -buizen.
Prebiotica zijn complexe mengsels van (in dit onderzoek 40 tot 60) galacto-oligosachariden (uit lactose, melksuiker) en fructose-oligosachariden (uit inuline). Probiotische bacteriën gebruikten deze prebiotische moleculen selectief als groeisubstraten. Betrokken koolhydraatafbraakroutes, transporters en intracellulaire enzymen die de bacteriën gebruiken zijn geïdentificeerd door analyse van hun genoomsequenties. Enkele probiotische bacteriën consumeerden vrijwel alle prebiotische moleculen, gebruikmakend van extracellulaire enzymen.
Enkele extracellulaire enzymen zijn biochemisch gekarakteriseerd. Analyse van de 3D structuur van Bèta-galactanase gaf gedetailleerde informatie over de wijze waarop de darmbacterie Bacteroides thetaiotaomicron prebiotische verbindingen afbreekt. De verkregen resultaten kunnen gebruikt worden voor het ontwikkelen van potentieel effectieve synbiotica.
Het promotieonderzoek van Markus Böger vond plaats bij de afdeling Microbiële Fysiologie van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute (GBB) met financiering via het Carbohealth CCC3 programma.