Charakterisierung von Isoflavon-umsetzenden Enzymen aus Darmbakterien des Menschen

• Applicant: Dr. Annett Braune
• Subject Area: Gastroenterology
• Term: from 2010 to 2013
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 160983937

Zu den postulierten Wirkungen der Isoflavone gehört die Prävention von hormon- und altersabhängigen Erkrankungen wie Krebs, Osteoporose oder postmenopausales Syndrom. Durch Verzehr von Sojaprodukten und Nahrungsergänzungsmitteln können bedeutende Mengen an Isoflavonen aufgenommen werden. Die intestinale Mikrobiota spielt eine Schlüsselrolle bei der Bioaktivierung von Isoflavonen, da entscheidende Transformationsreaktionen nur von Bakterien katalysiert werden. Bisher ist jedoch wenig über die für die Isoflavon-Umsetzung im menschlichen Darm verantwortlichen Bakterienspezies sowie die beteiligten Enzyme bekannt. Daidzein- und Genistein-Glycoside sind die Hauptvertreter der Isoflavone in Soja. Daidzein wird im Darm ausschließlich durch Bakterien zu Equol transformiert. Aufgrund seiner höheren biologischen Aktivität wird Equol derzeit als der eigentlich wirksame Metabolit angesehen. Kürzlich isolierten wir Bakterienspezies aus dem humanen Darm, die an der Bildung von Equol beteiligt sind. Während Slackia isoflavoniconvertens Daidzein zu Equol und Genistein zu 5-Hydroxy-equol transformiert, setzt der Stamm CG19-1 Daidzein aus Puerarin (Daidzein-8-C-glucosid) frei. Das geplante Vorhaben zielt auf die Isolierung und Charakterisierung der Enzyme, die die zugrunde liegenden Reaktionen katalysieren. Die Identifizierung der Gene in S. isoflavoniconvertens, die die Daidzeinbzw. Genistein-umsetzenden Enzyme kodieren, soll eine Grundlage für die Suche nach homologen Sequenzen und den resultierenden Aktivitäten im gesamten intestinalen Mikrobiom bilden. Die Isolierung des Puerarin-deglycosylierenden Enzyms aus dem Stamm CG19-1, das vermutlich auch andere bioaktive C-Glucoside spaltet, stellt die Voraussetzung für die Aufklärung des Reaktionsmechanismus dieser neuen Klasse von Glycosidasen dar.

• DFG Programme: Research Grants