How lactobacilli synthesize inulin: characterization of ructosyltransferase enzymes

Promotie: dhr. M.A. Anwar, 16.15 uur, Academiegebouw, Broerstraat 5, Groningen

Proefschrift: How lactobacilli synthesize inulin: characterization of ructosyltransferase enzymes

Promotor(s): prof.dr. L. Dijkhuizen

Faculteit: Wiskunde en Natuurwetenschappen

 

Fructanen als probiotica in voedingsmiddelenindustrie

Melkzuurbacteriën komen veel voor in onze dagelijkse voedingsmiddelen en ze leveren een belangrijke bijdrage aan een gezonde bacteriële microflora van onder andere slijmvliezen en maag-darm kanaal (probiotica). Munir Anwar bestudeerde de enzymatische fructan (polysaccharide van fructose) productie van probiotische melkzuurbacteriën. Twee verschillende type fructanen worden onderscheiden: inuline en levan. Inulinesynthetiserende enzymen maken een serie van fructo-oligosacchariden (FOS) en een inulinepolysaccharide. Levansynthetiserende enzymen maken voornamelijk een groot levanpolysaccharide. Fructanen en met name inuline (oligosacchariden), kunnen in voedingsmiddelen als vezel gebruikt worden of bijvoorbeeld als probiotica, die de groei van de ‘goede’ bacteriën in de darmen stimuleren.

Een relatief groot aantal levansucrase enzymen zijn reeds eerder gekarakteriseerd. Slechts een paar inuline producerende enzymen (inulosucrase) uit melkzuurbacteriën waren bekend. Anwar karakteriseerde uit een drietal probiotische lactobacillen de genen en enzymen die betrokken zijn bij de aanmaak van inuline. Ook toonde hij voor het eerst de productie van inuline en inuline fructo-oligosacchariden aan door celkweken van lactobacillen (in vivo synthese). Dit benadrukt het probiotische potentieel van deze melkzuurbacteriën.

Door de structuur en opbouw van de nieuw verkregen inulosucrase enzymen te vergelijken met die van de levansucrase enzymen ontdekte Anwar gebieden in deze enzymen die bepalend zijn voor de transglycosyleringsactiviteit (het aan elkaar koppelen van de fructose eenheden), katalytische snelheid, en oligosaccharide/polysaccharide verdeling. Deze kennis betekent een belangrijke stap voorwaarts in het ontwerpen en maken van fructanen met een bepaalde keten lengte voor doelgerichte toepassingen, met name in de voedingsmiddelenindustrie. Daar worden FOS en inuline (nu nog afkomstig uit plantenmateriaal) al veelvuldig gebruikt. Verder resulteerden deze studies in de opheldering van de eerste 3D-structuur van een inulosucrase eiwit. Deze eiwitstructuur zal in de toekomst van groot belang zijn om de verschillen in de product specificiteit van inulosucrase en levansucrase enzymen verder te ontrafelen.

Munir Anwar Pakistan, 1965) studeerde scheikunde aan de Islamia University in Bahawalpur, Pakistan. Zijn promotieonderzoek deed hij aan de Rijksuniversiteit Groningen bij de vakgroep Microbiële fysiologie van het Groningen Biomolecular Sciences and Biotechnology Institute. Zijn onderzoek werd gefinancierd door de Higher Education Commission van de Pakistaanse overheid. Na zijn promotie wordt hij onderzoeker zijn bij het National Institute for Biotechnology and Genetic Engeneering in Faisalabad, Pakistan.