Доминирующие типы бактерий кишечника человека широко способны преобразовывать и конъюгировать желчные кислоты

Кишечные бактерии влияют на физиологию человека, химически модифицируя первичные желчные кислоты, синтезируемые организмом хозяина. Эти модифицированные желчные кислоты, называемые вторичными, могут выступать сигнальными молекулами, регулирующими обмен липидов, глюкозы и энергии у хозяина, а также влиять на состав кишечной микробиоты благодаря избирательному антимикробному действию. Однако возможности отдельных кишечных микроорганизмов по преобразованию желчных кислот изучены недостаточно. Чтобы восполнить этот пробел, мы исследовали 72 бактериальных изолята, представляющих семь основных типов бактерий, обычно встречающихся в кишечнике человека, и оценили их способность химически модифицировать неконъюгированные желчные кислоты. Мы обнаружили, что 43 изолята, представляющих 41 вид, способны модифицировать одну или несколько из трёх наиболее распространённых у человека неконъюгированных желчных кислот: холевой, хенодезоксихолевой и дезоксихолевой. Для 32 из этих видов способность преобразовывать желчные кислоты ранее не описывалась. Чаще всего выявлялось окисление 3α-, 7α- или 12α-гидроксильных групп стероидного ядра — реакция, катализируемая гидроксистероиддегидрогеназами. Кроме того, мы обнаружили, что 7α-дегидроксилирование встречается у бактерий разных родов, а также выявили несколько других сложных преобразований желчных кислот. Наконец, скрининг показал, что бактерии широко конъюгируют первичные и вторичные желчные кислоты с глицином — процесс, который, как считалось, происходит только в печени, — и ещё с 15 аминокислотами. В результате были обнаружены 44 ранее неизвестные желчные кислоты микробного происхождения, образующиеся при конъюгации.

Значимость: Современные представления о микробных преобразованиях желчных кислот основаны главным образом на биохимических исследованиях небольшого числа видов и на биоинформатических прогнозах, опирающихся на гомологию с известными последовательностями ферментов, преобразующих желчные кислоты. Поэтому разнообразие таких преобразований и их распространённость среди видов кишечных микроорганизмов изучены далеко не полностью. Систематическое исследование видов бактерий, обычно встречающихся в кишечнике человека, помогает точнее определить, какие из них влияют на состав пула желчных кислот, что важно в контексте метаболических нарушений и рака органов пищеварительного тракта. Полученные результаты существенно расширяют перечень видов бактерий, способных к различным преобразованиям желчных кислот. Эти сведения будут необходимы для оценки причинно-следственных связей между микробиомом, составом пула желчных кислот и здоровьем человека.