Resistant starch (RS) 는 사람의 소화 효소에 의해 분해되지 않는 starch이고 구조와 성질에 따라 Type 1부터 Type 4까지 4개로 분류한 다. Type 1은 사람의 소화 효소가 물리적으로 접근 할 수 없어 소화되지 않는 starch이고 예를 들어 도정되지 않은 겨의 starch와 같다. Type 2는 starch의 구조로 인해 효소가 접근 할 수 없어 분해되지 않는 starch이고 예를 들어 바나나, 감자와 같은 starch이다. Type 3는 노화된 starch이고 Type 4는 화학적으로 변형시킨 starch이다. RS를 섭취했을 경우 사람의 소화효소가 아닌 장내 미생물들 의해 분해가 이루어진다. 이때 분해된 생성물들은 항염증 효과, 대장암의 예방, 지방 축척의 저해, ...
Resistant starch (RS) 는 사람의 소화 효소에 의해 분해되지 않는 starch이고 구조와 성질에 따라 Type 1부터 Type 4까지 4개로 분류한 다. Type 1은 사람의 소화 효소가 물리적으로 접근 할 수 없어 소화되지 않는 starch이고 예를 들어 도정되지 않은 겨의 starch와 같다. Type 2는 starch의 구조로 인해 효소가 접근 할 수 없어 분해되지 않는 starch이고 예를 들어 바나나, 감자와 같은 starch이다. Type 3는 노화된 starch이고 Type 4는 화학적으로 변형시킨 starch이다. RS를 섭취했을 경우 사람의 소화효소가 아닌 장내 미생물들 의해 분해가 이루어진다. 이때 분해된 생성물들은 항염증 효과, 대장암의 예방, 지방 축척의 저해, mucin 활성 촉진, 장내 상피세포의 보호 등 인체에 긍정적인 영향을 준다. 그러므로 장내에 RS를 분해하는 미생물의 존재가 중요하다. 발표된 논문에 따르면 RS를 분해하는 장내 미생물들은 Bifidobacterial breve, Bifidobacterial adolescentis, Bifidobacterial infantis, Bateroides thetaiotaomicron, Eubacterium rectale, and R. bromii 등 있다. 이 중 R. bromii는 RS를 분해하여 생성된 분해물들을 다른 장내 미생물들에게 에너지원으로 제공하는 중요한 역할로 보고되었다. 그러나 RS을 분해하는 효소의 특성과 mechanism의 이해가 부족한 상황이다. 본 연구는 RS Type 3의 분해 관련 효소를 확인하고 각 효소에 대한 특성을 연구하는 것이다. RS Type 3의 분해 활성이 예상되는 Amy 9, Amy10, 그리고 Amy 12를 E. coli (BL21 DE3 codon plus /DE3) 에 성공적으로 발현, 정제되었으며, RS Type 3와 반응시켜 보았다. 그 결과 RS Amy 9은 RS3 Type 3와 반응하여 glucose와 maltose로 분 해했다. 반면에, Amy 10과 Amy 12은 RS Type 3와 반응하지 않았다. Amy 9은 α-1.4-glucosidic linkages에 대해 가수분해의 능력이 높았고, Amy 10과 Amy 12은 짧은 사슬의 α-1.6-glucosidic linkage에 대한 가수분해의 능력이 높았다. 이 후 단일 효소가 아닌 2개의 효소의 반응에서 1.3배의 synergy effect가 있었으며 24시간까지 빠르게 분해가 이루어지다가 그 후에 천천히 분해되는 것을 확인하였다. 연구정보를 종합한 결과 Amy 9이 RS Type 3를 큰 분자로 분해 한 후에Amy 10과 Amy 12이 더 작은 분자로 분해가 이루어지는 것으로 생각된다.
Resistant starch (RS) 는 사람의 소화 효소에 의해 분해되지 않는 starch이고 구조와 성질에 따라 Type 1부터 Type 4까지 4개로 분류한 다. Type 1은 사람의 소화 효소가 물리적으로 접근 할 수 없어 소화되지 않는 starch이고 예를 들어 도정되지 않은 겨의 starch와 같다. Type 2는 starch의 구조로 인해 효소가 접근 할 수 없어 분해되지 않는 starch이고 예를 들어 바나나, 감자와 같은 starch이다. Type 3는 노화된 starch이고 Type 4는 화학적으로 변형시킨 starch이다. RS를 섭취했을 경우 사람의 소화효소가 아닌 장내 미생물들 의해 분해가 이루어진다. 이때 분해된 생성물들은 항염증 효과, 대장암의 예방, 지방 축척의 저해, mucin 활성 촉진, 장내 상피세포의 보호 등 인체에 긍정적인 영향을 준다. 그러므로 장내에 RS를 분해하는 미생물의 존재가 중요하다. 발표된 논문에 따르면 RS를 분해하는 장내 미생물들은 Bifidobacterial breve, Bifidobacterial adolescentis, Bifidobacterial infantis, Bateroides thetaiotaomicron, Eubacterium rectale, and R. bromii 등 있다. 이 중 R. bromii는 RS를 분해하여 생성된 분해물들을 다른 장내 미생물들에게 에너지원으로 제공하는 중요한 역할로 보고되었다. 그러나 RS을 분해하는 효소의 특성과 mechanism의 이해가 부족한 상황이다. 본 연구는 RS Type 3의 분해 관련 효소를 확인하고 각 효소에 대한 특성을 연구하는 것이다. RS Type 3의 분해 활성이 예상되는 Amy 9, Amy10, 그리고 Amy 12를 E. coli (BL21 DE3 codon plus /DE3) 에 성공적으로 발현, 정제되었으며, RS Type 3와 반응시켜 보았다. 그 결과 RS Amy 9은 RS3 Type 3와 반응하여 glucose와 maltose로 분 해했다. 반면에, Amy 10과 Amy 12은 RS Type 3와 반응하지 않았다. Amy 9은 α-1.4-glucosidic linkages에 대해 가수분해의 능력이 높았고, Amy 10과 Amy 12은 짧은 사슬의 α-1.6-glucosidic linkage에 대한 가수분해의 능력이 높았다. 이 후 단일 효소가 아닌 2개의 효소의 반응에서 1.3배의 synergy effect가 있었으며 24시간까지 빠르게 분해가 이루어지다가 그 후에 천천히 분해되는 것을 확인하였다. 연구정보를 종합한 결과 Amy 9이 RS Type 3를 큰 분자로 분해 한 후에Amy 10과 Amy 12이 더 작은 분자로 분해가 이루어지는 것으로 생각된다.
Resistant starch (RS) is the part of starch indigestible by human enzymes. RS occurs naturally in foods and can confer health benefits such as insulin resistance reduction and colorectal cancer prevention. Generally, it is classified into four fractions, RS1, RS2, RS3 and RS4. Among them, RS3 repres...
Resistant starch (RS) is the part of starch indigestible by human enzymes. RS occurs naturally in foods and can confer health benefits such as insulin resistance reduction and colorectal cancer prevention. Generally, it is classified into four fractions, RS1, RS2, RS3 and RS4. Among them, RS3 represents the most resistant starch fraction and entirely resistant to digestion by pancreatic amylases. Ruminococcus bromii is known as a dominant member of the human gut microbiota and secretes various enzymes to degrade the RS3. However, its molecular mechanisms for RS3 degradation are not clearly understood yet. In this study, we identified the RS3 degradation related enzymes and investigated their enzymatic properties. Among the various extracellular glycoside hydrolases in R. bromii, Amy 9 could hydrolyze the RS3 into glucose and maltose. In case of Amy 10 and Amy 12, their single reaction were not active in RS3 digestion. However, RS3 was further digested by the reaction together with Amy 9. We revealed that Amy 9 had high specificity towards α-1.4-glucosidic linkages, whereas Amy 10 and Amy 12 showed main activity to hydrolyze the α-1.6-glucosidic linkage of short branched chain. These results indicated that R. bromii efficiently hydrolyzed the RS3 via multiple enzyme reactions.
Resistant starch (RS) is the part of starch indigestible by human enzymes. RS occurs naturally in foods and can confer health benefits such as insulin resistance reduction and colorectal cancer prevention. Generally, it is classified into four fractions, RS1, RS2, RS3 and RS4. Among them, RS3 represents the most resistant starch fraction and entirely resistant to digestion by pancreatic amylases. Ruminococcus bromii is known as a dominant member of the human gut microbiota and secretes various enzymes to degrade the RS3. However, its molecular mechanisms for RS3 degradation are not clearly understood yet. In this study, we identified the RS3 degradation related enzymes and investigated their enzymatic properties. Among the various extracellular glycoside hydrolases in R. bromii, Amy 9 could hydrolyze the RS3 into glucose and maltose. In case of Amy 10 and Amy 12, their single reaction were not active in RS3 digestion. However, RS3 was further digested by the reaction together with Amy 9. We revealed that Amy 9 had high specificity towards α-1.4-glucosidic linkages, whereas Amy 10 and Amy 12 showed main activity to hydrolyze the α-1.6-glucosidic linkage of short branched chain. These results indicated that R. bromii efficiently hydrolyzed the RS3 via multiple enzyme reactions.
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