Хрустящий хлеб, золотистая корочка на мясе и аромат жаренного кофе — все это результаты реакции Майяра, при которой аминокислоты вступают в реакцию с сахарами при нагревании. Эти модифицированные соединения, такие как Nε-карбоксиметиллизин (CML), придают пище вкус и цвет, но их влияние на организм до недавнего времени было изучено слабо. Ученые из Мюнхенского и Дрезденского университетов выяснили, что кишечные бактерии способны расщеплять CML с помощью универсального фермента.
В отличие от природных аминокислот, модифицированные формы не всасываются в тонком кишечнике и попадают в толстый, где взаимодействуют с микробиотой. Исследователи обнаружили, что у Escherichia coli фермент SpeC, помимо своей основной функции, способен расщеплять CML и другие химически модифицированные аминокислоты.
Бактериям не нужно разрабатывать совершенно новые инструменты для решения этой задачи, — говорят авторы исследования. — Вместо этого они творчески используют уже имеющиеся ресурсы. Особенно примечательно, что SpeC распознает не только CML, но и, подобно швейцарскому перочинному ножу, может обрабатывать другие химически модифицированные аминокислоты.
С эволюционной точки зрения это открытие важно. Такая «побочная активность» может дать бактериям доступ к новым питательным веществам. Если модифицированные аминокислоты становятся регулярно доступными — например, в рационе с большим количеством термически обработанной пищи, — то в результате адаптации фермент может превратиться в более эффективный инструмент, специализированный для этой задачи.
Компьютерный анализ показал, что подобные способности широко распространены в микробиоме кишечника человека. Исследование также выявило связь с заболеваниями, связанными с питанием и образом жизни: раком кишечника, неалкогольной жировой болезнью печени и гепатитом. При расщеплении модифицированных аминокислот образуются новые биогенные амины — молекулы, которые, как полагают, участвуют в коммуникации между бактериями и организмом хозяина.
Эти связи пока не доказывают наличие причинно-следственной зависимости, — предупреждают ученые. — Но они позволяют предположить, что обработанные пищевые продукты, метаболические пути микроорганизмов и состояние здоровья могут быть связаны теснее, чем считалось ранее.
Работа открывает новые перспективы для понимания того, как термически обработанная пища влияет на микробиом и, возможно, на развитие некоторых заболеваний. Вместо того чтобы рассматривать реакцию Майяра как просто кулинарный процесс, ученые теперь видят в ней ключ к разгадке сложных взаимодействий между едой, бактериями и здоровьем человека.
Читайте также на Mail Наука, почему ученые связали частое употребление курицы с риском возникновения рака ЖКТ.