Чем отличаются БЦАА и протеин, что лучше выбрать?
Спортивные добавки все прочнее укореняются в мире профессионального и любительского спорта. Особенно востребованы они среди посетителей тренажерных залов, поскольку благодаря удовлетворяют самым разным потребностям: способствуют сжиганию жира, ускоряют похудение, стимулируют наращивание мышечной массы и укрепляют здоровье.
Популярность набирают протеиновые коктейли и аминокислоты БЦАА. Чем отличаются эти добавки, и что выбрать?
Что такое протеин и BCAA?
Протеин – это обычный белок, необходимый человеческому организму для базовых процессов жизнедеятельности. Он входит в состав большей части известных продуктов. Для спортсменов протеин важен, поскольку является главным строительным сырьем для мышечных тканей.
В состав протеина входят аминокислоты. Всего человек нуждается в 20 аминокислотах. Из них 9 не производятся в организме.
Потребность в БЦАА-кислотах критически возрастает в дни тренировок. При их дефиците ухудшается мышечное восстановление, замедляются анаболические и усиливаются катаболические реакции. Без BCAA невозможен тренировочный прогресс.
Но получить лейцин, валин и изолейцин можно и из протеина, который состоит из 20 аминокислот, включая БЦАА.
Что лучше выбрать?
Протеин обладает более высокой питательной ценностью и сытнее. В его состав входят БЦАА и еще 17 важных для мышечного восстановления и общего здоровья аминокислот.
Приняв 30 г медленно усвояемого порошка можно притупить голод и отказаться от одного приема пищи. А 6 г быстро усвояемых БЦАА усвоятся без насыщения.
Оптимальный вариант – прием и БЦАА, и протеина. Можно принимать по 2-3 порции протеина ежедневно: между приемами пищи, перед занятиями и после тренировок. А аминокислотный комплекс пить исключительно в тренировочные дни для быстрого восстановления. БЦАА в виде порошка рекомендуется принимать в процессе тренировки, а капсулы – до и после.
Если нужно выбрать одну добавку, стоит остановиться на протеине, ведь он содержит БЦАА и еще 17 аминокислот, обеспечивает насыщение и длительное восстановление.
БЦАА без протеина принимают ежедневно по 10–25 г в зависимости от особенностей рациона, разделив суточную норму на несколько раз – по 5–7 г.
Внимание! Для полного восстановления после тренировок необходимо потреблять 20 г БЦАА в день. В 1 порции протеина содержится 5 г BCAA. Значит для получения суточной нормы этих аминокислот нужно ежедневно принимать 4 порции протеина, или 2 порции протеина и 10 г БЦАА, или 20 г БЦАА.
Совместный прием БЦАА и протеина: преимущества и схема.
Совместный прием БЦАА и протеина: преимущества и схема.
ВСАА и протеин — два популярных вида спортивного питания. Многих интересует, допустимо ли их совместное использование, и по какой схеме это лучше делать.
БЦАА и протеин — два известных вида спортивного питания. Многих интересует, допустимо ли их совместное использование, и по какой схеме их нужно принимать.
Свойства протеина
Мышцы на 20% состоят из белков или протеинов. Они требуются для полноценного обмена веществ, а также для сохранения и повышения мышечной массы. Протеином называют также вид спортивного питания, состоящий из концентрированного белка. Оно:
- позволяет увеличить тренировочные нагрузки;
- продуцирует новые клетки;
- увеличивает соединительную и мышечную ткани;
- позволяет обеспечивать организм кислородом, гемоглобином и прочими веществами для развития мышц;
- активизирует антитела, защищающие от вирусов и инфекций.
Внимание! Для среднестатистического человека суточная норма приема протеина — 1–1,3 г на каждый кг веса. Спортсменам требуется удвоенная доза — примерно 2 г на 1 кг веса. Однако не рекомендуется пить всю дозу протеина за раз – он не усвоится. Одна порция не должна превышать 30 г. Так будет обеспечен баланс пользы от белка и нагрузки на пищеварительную систему.
Свойства БЦАА
Продуцирование белка происходит с участием множества аминокислот. Из них в строительстве мускулатуры участвуют только лейцин, изолейцин и валин. На них приходится наибольшее количество от всех аминокислот организма. Они — основа спортивного комплекса BCAA.
Первый есть во всех натуральных белках.
Внимание! Принимая BCAA можно на 100% обеспечить мышцы «горючим» и компенсировать энергозатраты организма за 20–30 минут.
Такое спортивное питание положительно влияет на настроение и умственную концентрацию спортсменов.
Совместное использование
БЦАА и протеин имеют отличную совместимость. При совместном приеме BCAA «подзаряжает» для эффективных тренировок, а протеин — обеспечивает снабжение организма белком и аминокислотами с «долгоиграющим эффектом». Дело в том, что он на 20% состоит из БЦАА, но эти аминокислоты образуют пептидные цепи. Для их полного усвоения необходимо предварительное разложение цепей в кишечнике.
Внимание! Смешивать БЦАА и белковую спортивную добавку в прямом смысле этого слова не нужно. Их можно принимать вместе, но не в форме коктейля.Вреда от этого не будет, но и эффекта тоже. BCAA, соединившись с цепочками белка, станет усваиваться медленнее.
В какое время и как принимать БЦАА и протеин?
Принимать БЦАА и протеин (комплексный или сывороточный, но не казеинового типа) нужно по следующей схеме:
- с утра принимают 30 г протеина;
- вторую порцию употребляют за полчаса до начала тренировки, чтобы иметь силы для упражнений;
- непосредственно перед походом в спортзал либо в перерыве занятий принимают БЦАА;
- третью порцию употребляют спустя полчаса после завершения тренировки, чтобы нормализовать аминокислотный баланс.
Казеин употребляют по другой схеме. У него низкая скорость усвоения, поэтому он употребляется перед сном либо во время длительного перерыва между приемами.
Совместный прием с креатином
Вместе с белковыми видами спортивного питания можно принимать креатин. Он обеспечивает организм энергией. Схема совместного приема должна составляться индивидуально. Рекомендованная доза креатина — 4 раза в день по 5 г после тренировок.
Отказ от ответсвенности
Обращаем ваше внимание, что вся информация, размещённая на сайте Prowellness предоставлена исключительно в ознакомительных целях и не является персональной программой, прямой рекомендацией к действию или врачебными советами. Не используйте данные материалы для диагностики, лечения или проведения любых медицинских манипуляций. Перед применением любой методики или употреблением любого продукта проконсультируйтесь с врачом. Данный сайт не является специализированным медицинским порталом и не заменяет профессиональной консультации специалиста. Владелец Сайта не несет никакой ответственности ни перед какой стороной, понесший косвенный или прямой ущерб в результате неправильного использования материалов, размещенных на данном ресурсе.
Белок против BCAA — что лучше выбрать. В чем разница между BCAA и протеином
Сотни научных исследований доказывают, насколько важную роль белок играет не только для атлетов, но и тех, кто далек от какого-либо вида спорта. Без белка невозможно прогрессировать, увеличивать силовые показатели, сохранять и наращивать мышечные объемы и даже просто двигаться. Тем не менее, спортивная индустрия активно вносит заблуждения, преследуя одну единственную цель — увеличение продаж. Одним из наиболее ярких примеров является противостояние протеина и BCAA. Только факты, научные исследования и логика помогут разобраться в том, какая добавка действительно незаменима для спортсменов.
Когда и зачем нужно принимать Belok и BCAA
Никто не сможет оспорить тот факт, что belok для набора мышечной массы является ключевым условием. Множество авторитетных исследований доказывают, что 60% дневной нормы белка оптимально получать из пищи, остальные 40% из добавок. В дни без тренировок соотношение будет изменяться на 70/30% белка. Наиболее эффективным признан сывороточный концентрат. В нем почти нет углеводов и жиров, а доля протеина составляет 65-85%, в зависимости от производителя. Наиболее оптимальным временем для приема является период после тренировки и утром, натощак.
BCAA рекомендуется принимать натощак, если вы делаете утреннее кардио, а также за 30 минут до тренировки. Основная задача добавки — предотвращать мышечное разрушение и ускорять восстановление.
Важно понимать, что принимать belok и BCAA одновременно нет никакого смысла. Например, если вы утром принимаете натощак порцию сывороточного протеина, в нем уже будет достаточное количество BCAA. То же касается и послетренировочного приема. Потребляя порцию белка утром или после тренировки, в дополнительном приеме белковых добавок нет смысла. Это актуально как для BCAA, так и для аминокислотных комплексов. В целом, прием BCAA будет оправдан только в случаях, когда в арсенале спортсмена нет протеина, хотя трех аминокислот недостаточно, чтобы в полной мере заменить протеин (в котором присутствует полный аминокислотный спектр).
Анализ состава добавок
Чтобы правило сравнить белок и аминокислоты, возьмем для примера добавки от топ производителя Optimum Nutrition, которые пользуются максимальной популярностью в мире. Средняя порция протеина состоит из 31-33 грамм, в которых содержится 24 грамма белка. Это одно из лучших соотношений для сывороточного концентрата. Более того, сывороточный протеин является наиболее ценным с точки зрения аминокислотного профиля и содержит все 18 аминокислот.
BCAA это спортивный комплекс из трех аминокислот:
- Лейцин;
- Изолейцин;
- Валин.
Все они незаменимые, так как организм может получать их только из пищи. Средняя порция добавки с наиболее популярным соотношением 2:1:1 составляет 5 грамм (2.5 лейцина и по 1.25 г изолейцина и валина). Тем не менее, вся суть в том, что каждая аминокислота из состава БЦАА присутствует в любом протеине. Это делает роль BCAA очень незначительной. Например, в порции протеина от ON на 24 грамма белка содержится:
- Лейцин — 2470 мг;
- Изолейцин — 1520 мг;
- Валин — 1440 мг.
Исходя из размера порций, можно сделать вывод, что белок в BCAA, который представлен тремя аминокислотами, присутствует в одной порции протеина в большей дозировке.
Можно ли утверждать, что BCAA это белок? Только частично, потому что в добавке присутствуют лишь три аминокислоты. Несмотря на их значимость и пользу, они никогда не будут равноценны протеиновой добавке, которая помимо лейцина, изолейцина и валина содержит еще 15 аминокислот.
Заключение
Белок для мышц действительно необходим и наиболее важными аминокислотами выступают лейцин, изолейцин, валин и глютамин. Именно из них в большей степени и состоят мышечные ткани. Тем не менее, остальные аминокислоты из сывороточного белка также играют важную роль как в спорте, так и в повседневной жизни. Также в составе одной порции протеина присутствует средняя порция BCAA. Решающим фактором является стоимость добавок. Банка на 2.27 кг Whey Gold Standard содержит 76 порций протеина, в котором есть все 18 аминокислот. Банка BCAA POWDER от ON включает 40 порций и содержит только три аминокислоты. Все это делает BCAA невыгодной добавкой при любых обстоятельствах, если сравнивать её с протеином.
Протеин и Bcaa. Можно ли совмещать? | Всё обо всём
Протеин и BCAA очень часто ставят в один ряд, сравнивают и противопоставляют друг другу. Это можно объяснить белковой природой происхождения как первой, так и второй спортивной добавки. Более того, обе добавки производятся из одних и тех же органических продуктов питания. Тем не менее, они позиционируются на рынке спортивного питания как добавки, предназначенные для разных целей, отчего и область применения и цели применения также могут сильно отличаться. Наша с вами задача сегодня разобраться в том, что из себя представляет каждая добавка. И начнем мы, пожалуй, с самых основ, с определения того, что такое протеин, а что такое BCAA.
Сравнение воздействия
Протеин переваривается и всасывается от получаса до двух часов, аминокислоты усваиваются почти мгновенно. Таким образом, суммарная польза для набора мышечной массы будет ощутимой. Протеин после усвоения еще до 12 часов находится в крови в виде свободных аминокислот, в то время как BCAA – не более 1,2 часа. Комплексный протеин более богат за количественным составом аминокислот, но проигрывает в скорости усвоения.
Совместимость добавокПервое, что интересует человека, задавшегося вопросом совместного приема этих добавок – это их совместимость друг с другом. Что же, она просто превосходная. Протеин – это белок, состоящий из аминокислотных цепочек, а BCAA – это изолированные главные аминокислоты – валин, лейцин, изолейцин.
Вместе BCAA и протеин образуют идеальную связку – протеин обеспечивает постепенное снабжение организма белком и аминокислотами, а BCAA «загружает» быстро и качественно, давая заряд на тренировку.
Как уже говорилось, протеин состоит из аминокислот, в частности, около 20% состава сывороточного протеина приходится как раз на BCAA, и их дополнительное употребление может показаться делом бессмысленным, если не знать свойств каждого из продуктов. Перед тем, как принимать BCAA и протеин, будет не лишним узнать, что аминокислоты, входящие в состав протеина, связаны межу собой — они образуют пептидные цепи, и для полного усвоение должны еще разложиться в кишечнике на составляющие. Это происходит относительно быстро, как для спортивной добавки, но не идет ни в какое сравнение со скоростью усвоения BCAA в чистом виде.
Можно ли смешивать протеин и BCAA?
Довольно часто можно увидеть, что после тренировки атлеты запивают аминокислоты уже готовым в шейкере протеином. Кому-то это может показаться слишком диким способом, а кто-то по-другому и не видит. В конечном счете, всех интересует ответ на вопрос: а можно ли смешивать эти две добавки? Можно, ничего страшного не произойдет. Здесь вопрос, скорее, касается целей такой варианта приёма. Если вам важно как можно скорее обеспечить свой организм питательными веществами, то принимать вместе с БЦАА ещё и протеин – не лучшее решение. Так аминокислоты будут усваиваться гораздо дольше. Другое дело, если вы просто хотите максимально загрузиться и обеспечить хороший запас белка – тогда смешивайте и принимайте.
Из всего этого важно запомнить, что BCAA обеспечивают мышцы необходимым топливом и компенсируют энергозатраты в течение максимум 30 минут после приема. Протеиновый порошок не может похвастаться такой быстрой усвояемостью, ему еще надо будет пройти процесс распада на аминокислоты, и только потом это все попадает в мышцы.
Когда принимать протеин и BCAA
- С утра одна порция протеина, чтобы восполнить растраченные за ночь запасы.
- Одна порция за 30-40 минут до тренировки – она даст организм силы для выполнения упражнений.
- Перед началом упражнений или даже в перерыве принимаем BCAA.
- Еще одну порцию протеина можно принять спустя 30-40 минут после тренировки, чтобы постепенно восполнялся аминокислотный баланс.
Заключение
В любом случае, обе добавки незаменимы для качественного набора мышц. Но стоит помнить, что аминокислоты и БЦАА – основной материал для роста мышц, они также присутствуют и в протеине (в разных пропорциях). Единственное, что многие нежелательные для спортсмена компоненты содержатся в протеиновом порошке, а в БЦАА их нет. Поэтому внимательно изучайте состав добавки и сопоставляйте со своими целями, возможно, при правильном и сбалансированном питании будет достаточно одних аминокислот.
BCAA и протеин: что лучше и как принимать вместе: основные отличия
Что такое BCAA?
BCAA – это группа, состоящая из 3 незаменимых α-аминокислот с разветвлёнными боковыми цепями: лейцина, изолейцина и валина. Они не синтезируются в организме, поэтому должны в достаточном количестве поступать с едой. Альфа-аминокислоты являются структурными элементами белков: по сути, аминокислоты, выстроенные в пептидные цепи – это и есть белки. А аминокислоты, входящие в BCAA-группу, составляют около 20–25% пептидных цепей практически всех белковых соединений. Исходя из этого, можно сказать, что аминокислоты, так же, как и протеин, выполняют функцию синтеза тканей тела, особенно – мышечной ткани.
Однако практически все биологически активные добавки не ограничиваются лишь одной функцией. Это правило относится и к BCAA-группе, она оказывает следующее влияние на организм человека:
-
В критических ситуациях выступает источниками энергии, так как участвует в процессе синтеза глюкозы.
-
Участвует в энергетическом обмене: регулирует процессы синтеза и деградации белков, клеточного роста, секреции некоторых гормонов, например, инсулина или серотонина.
-
Незначительно понижает чувствительность к боли, холоду и жаре (в основном за счет действия валина).
Благодаря этим качествам BCAA повышает выносливость мышц во время тренировок, защищает мышечную ткань от разрушения и ускоряет ее восстановление.
Что такое протеин?
Протеин или же белки – это органические соединения, состоящие из аминокислот, выстраивающихся в пептидные цепи. В России слово «протеин» чаще всего используется для спортивных биодобавок, а «белки» – для обозначения содержания этих самых белков в какой-либо пище. Но на самом деле эти слова – синонимы, и означают одни и те же органические соединения. Попадая в организм с едой, белки расщепляются до аминокислот, которые впоследствии используются в качестве источника энергии или выстраиваются в пептидные цепи для синтеза других типов белков, необходимых организму в данный момент.
Белки – одни из важнейших частей питания человека, без которого организм просто не сможет функционировать. Их роль для человека огромна:
-
Используются для строительства цитоскелета клеток нашего организма. В первую очередь белки нужны для синтеза клеток соединительной ткани, мышечных волокон, волос и ногтей.
-
Выступают катализаторами многих химических реакций.
-
Защищают организм от физического и химического воздействия, а также укрепляют иммунную систему человека.
-
Транспортируют некоторые молекулы внутри организма, например, гемоглобин переносит кислород от легких к другим частям организма, а возвращает в легкие собранный углекислый газ.
И это далеко не полный список функций белков, однако сама природа белков неоднородна: в зависимости от состава и структуры пептидной связи существует большое количество белков различного типа. Принимая биодобавки с протеином, человек получает белки, которые распадутся на определенный набор аминокислот. Они могут быть преобразованы в другие заменимые аминокислоты, но в большинстве случаев будут использоваться в исходном состоянии. Это значит, что прием протеина принесет не все перечисленные полезные свойства в равной степени. В основном роль протеиновых биодобавок заключается в ускорении мышечного роста путем обеспечения достаточного количества «строительного материала» и увеличении энергетических запасов, когда углеводных и других источников энергии становится недостаточно.
Как пить протеин и BCAA?
Расчет дозировки BCAA происходит на основе количества лейцина: на 1 кг веса его требуется около 33–35 мг. Если стандартное соотношение аминокислот в спортивных добавках – 2:1:1 (лейцин, изолейцин, валин), то при весе 75 кг человек должен принимать около 5 граммов BCAA в день. Важно учитывать и время приема: оптимальный момент – прямо перед тренировкой или сразу после нее. Еще BCAA эффективен сразу после пробуждения, чтобы быстро наполнить аминокислотами истощенный за ночь организм.
Дозировка протеина рассчитывается проще: 1–2 грамма на 1 кг массы тела. Чем чаще и интенсивнее проходят тренировки, тем ближе дозировка должна быть к 2 г/кг. Вторым фактором выбора дозировки является питание: если спортсмен употребляет в пищу много мяса, молочных продуктов и другой богатой белком пищи, то необходимость в протеиновых добавках снижается. Белки при усваивании расщепляется на аминокислоты, этот процесс требует времени, поэтому момент приема биодобавки не играет важной роли. Главное – стабильное употребление суточной нормы каждый день.
Протеин и BCAA: есть ли отличия?
Итак, BCAA – это набор трех конкретных аминокислот, а протеин – это вещество, состоящее из множества подобных аминокислот. Основных отличий BCAA от протеина всего 2:
-
Протеин, попадая в организм, разлагается на аминокислоты, а аминокислоты усваиваются в исходном виде.
-
BCAA содержат только 3 основные и самые необходимые аминокислоты. А протеин состоит из множества разных альфа-аминокислот, включая BCAA-группу.
Однако эти отличия не помогают ответить на вопрос: что лучше протеин или BCAA? Дело в том, что каждый организм уникален, поэтому влияние разных биодобавок у людей отличается. Более того, даже для одного и того же человека одна биодобавка в разные периоды может иметь различный эффект. Влияние той или иной добавки зависит от состояния здоровья человека, его рациона и дефицита или профицита каких-либо веществ. Если одна из биодобавок в один момент принесла больший эффект, не стоит пить ее без остановок. Употребление пищевых добавок, как и все питание в целом, должно быть разнообразным и сбалансированным: не стоит отказываться от BCAA в пользу протеина или наоборот. Обе биологически активные добавки оказывают мощный эффект на развитие мускулатуры спортсменов.
Можно ли пить BCAA вместе с протеином?
Хоть BCAA и протеин имеют одну природу, они отлично сочетаются. Чтобы ускорить развитие мышц, многие спортсмены принимают BCAA и протеин вместе. Но исходя из того, что в протеине уже содержатся BCAA-группа, возникает вопрос: а так ли нужны BCAA, если принимаешь протеин? Ответ на этот вопрос для каждого спортсмена индивидуален:
-
При частых и качественных тренировках совместный прием добавок ускорит рост и развитие мышц. BCAA усваивается быстрее, поэтому будет заряжать и питать организм сразу после приема, а протеин обеспечит необходимым количеством белка, который будет усваиваться еще долгое время.
-
Напротив, при редких, непродолжительных и легких тренировках совместный прием добавок может стать избыточным. Новичкам не требуется составлять комплексы биодобавок: достаточно чередовать курсы BCAA, протеина и других БАДов.
Но иногда эффекта хочется достичь максимально быстро, и тогда все же возникает вопрос: как совмещать протеин и BCAA?
Как принимать BCAA с протеином совместно?
Если тренировки действительно изнурительны, то пользу они принесут только при условии хорошего питания. Нашему организму нужно будет достаточное количество белка, в противном случае мышцы будут восстанавливаться долго, а тренировки могут только навредить. Чтобы обеспечить организм белком и аминокислотами, BCAA и сывороточный протеин принимают по следующей схеме:
-
С утра после пробуждения можно принять как протеиновую добавку, так и BCAA.
-
За 30–40 минут до начала тренировки нужно вновь принять протеин.
-
BCAA принимается прямо перед началом тренировки или сразу после ее окончания.
-
Спустя 20–30 минут снова принимается порция протеина.
Заказать спортивное питание в интернет-магазине KULTURIST#1 можно в любую точку России. Более подробную информацию о доставке можно узнать на странице «Доставка и оплата».Важно! Эта схема применяется только для протеиновых доавок сывороточного типа. Казеин усваивается намного дольше, поэтому его употребляют на ночь или во время долгих перерывов между приемами пищи.
BCAA, креатин и протеин: как принимать комплекс из 3 добавок?
Креатин моногидрат – это еще одна эффективная добавка, которая позволит увеличить эффективность тренировок. В отличие от BCAA и протеина, она имеет не аминокислотную основу и принимается для восполнения уровня АТФ – универсального источника энергии для всех биохимических процессов.
Если Вы принимаете BCAA, креатин, и протеин вместе, то соблюдается вышеописанная схема приема, однако к ней добавляет 2 приема креатина моногидрата. Употреблять его нужно во время еды, суточная дозировка составляет 3–6 грамм.
Сравниваем BCAA и протеин | Что лучше
Обновлено: 29.01.2021 13:31:19Выбор спортивного питания требует максимально ответственного подхода. Неправильная пищевая добавка может в лучшем случае оказаться бесполезной, а в худшем – и вовсе навредить атлету. И то, что производители спортивного питания постоянно увеличивают ассортимент представленных продуктов, только усложняет стоящую перед атлетом задачу.
Начинающим атлетам для наращивания мышечной массы или замедления катаболизма предлагают множество спортивных добавок. Но наиболее часто рекомендуются протеин и аминокислоты BCAA. Что лучше выбрать – непонятно.
В этом материале мы разберёмся, что лучше – BCAA или протеин, а также проведём сравнение и выберем подходящее спортивное питание для разных атлетов.
Как работает спортивное питание
Прежде чем разбираться, что лучше, совершим небольшой экскурс в мир биохимии и протекающих в организме процессов метаболизма. Потому что только таким образом можно подобрать подходящее спортивное питание.
Практически любая поступающая в организм пища состоит из трёх основных нутриентов – белки, жиры и углеводы. Исключение составляют только простые неорганические соединения вроде соли или воды. А вот сахар – уже «органика» и на 99% состоит из углеводов.
В дальнейшем все эти нутриенты перевариваются. В желудке, кишечнике, печени и других внутренних органах они распадаются на более простые, но всё ещё органические вещества. Так, белки, являющиеся макромолекулами, распадаются на мелкие аминокислоты. Пищеварительные процессы, затрагивающие белковые вещества, начинаются в желудке и заканчиваются в тонком кишечнике.
Из тонкого кишечника аминокислоты усваиваются непосредственно в кровь. По сосудам вместе с другими телесными жидкостями они попадают в печень, где используются в дальнейшем метаболизме.
В печени аминокислоты превращаются в другие. Конкретный список продуктов метаболизма зависит от самого человека (точнее, его генетического кода), а также от принятых продуктов питания. Например, при метаболизме протеина создаётся одна группа аминокислот, так называемых протеиногенных, а при расщеплении и усвоении растительных белков – другая.
Полученные аминокислоты отправляются уже в мышцы, где и используются в качестве «строительного материала» для мускульной ткани, а также – в рамках локального метаболизма – насыщают мышцы энергией.
Казалось бы, необходимые аминокислоты вполне получаются из протеина. Зачем тогда нужны BCAA? Но не всё так просто. Во-первых, синтез новых аминокислот во многом зависит от особенностей пищеварения и метаболизма в организме. Во-вторых, из BCAA получаются не все желаемые нутриенты.
Спортивное питание необходимо организму в двух случаях:
-
Если требуются «ударные дозы» белков или аминокислот. Такое бывает при продолжительных интенсивных тренировках, развивающих мускульную ткань. Белков, получаемых из повседневного рациона, для «построения» мышцы явно недостаточно;
-
Когда в повседневном рационе наблюдается дефицит необходимых веществ. Так, например, в некоторые сезонные периоды питание естественным образом ограничивается. Либо после перенесённых заболеваний, когда организм истощил все свои ресурсы и требуется срочное восстановление.
Таким образом, спортсменам, особенно бодибилдерам или набирающим массу, различные пищевые добавки вроде протеина или комплекса аминокислот BCAA, необходимы в обязательном порядке. Ибо белков в повседневном рационе может просто не хватать.
BCAA – особенности и эффект
BCAA – это протеиногенные аминокислоты с очень сложной структурой. Главная их особенность – они не подвергаются метаболизму в печени. Из пищеварительной системы они попадают в кровь, а оттуда отправляются непосредственно в мышцы.
В мышечной ткани BCAA подвергаются катаболическим превращениям. То есть они распадаются на простые вещества с выделением энергии и молекул аденозинтрифосфата (АТФ). Всё это необходимо мышцам во время тренировок, чтобы они не начали разлагать сами себя.
Дело в том, что при физических тренировках мышцы как никогда нуждаются в энергии. Взять её им особенно неоткуда – либо пытаясь чего-нибудь сделать с углеводами, либо разлагая аминокислоты из собственных клеток. И второй вариант кажется мышцам наиболее эффективным. Катаболизм аминокислот высвобождает больше энергии, да и находятся они непосредственно в мускульной ткани.
В итоге получается, что мускулы «разлагают» сами себя. Это может привести как к уменьшению фактического их объёма, так и к появлению болевых ощущений либо других проблем с мускульной тканью.
Приём BCAA поможет избавиться от внутренних катаболических превращений, затрагивающих мускульную ткань. На энергию разлагаются непосредственно принятые аминокислоты, а не хранящиеся в самих мышцах.
В целом BCAA направлены на решение следующих проблем:
-
Нехватка энергии в мускулах. Благодаря катаболическим процессам непосредственно в мышцах BCAA повышают выносливость, продлевают время тренировки и улучшают результаты;
-
Появление мышечных болей после занятий. Поскольку мускулы не «переваривают сами себя», они и не разрушаются. А значит – риск боли после тренировки значительно снижается;
-
Улучшение анаболизма. Хотя сами BCAA не принимают участия в строительстве мышц, благодаря ускорению синтеза специальных белков они делают «производство» новой ткани более быстрым и эффективным.
-
BCAA рекомендуется применять непосредственно перед тренировочной сессией. Они очень быстро попадают из пищеварительной системы в кровь, откуда дальше отправляются в мышцы. Кроме того, их можно выпить и после упражнений как раз для снижения риска появления болей.
Достоинства
-
Используются как источник энергии, предотвращают разрушение мышечной ткани;
-
Повышают выносливость, помогают продлить время тренировок;
-
Снижают риск появления болей после занятий;
-
Быстро всасываются в кровь – практически сразу после приёма.
Недостатки
-
Не обладают анаболическим эффектом. То есть сами по себе BCAA не ускоряют рост мышц, но благодаря некоторым «побочным действиям» способны незначительно увеличить их объём;
-
Требуют точной дозировки.
BCAA обычно используются бодибилдерами и другими атлетами, чьи тренировки подразумевают высокую нагрузку на мышцы. Их можно порекомендовать также спортсменам, занимающимся кроссфитом.
Протеин – эффект и особенности
Протеин – это комплексное белковое спортивное питание. Ну, точнее, он содержит только один-единственный белок, собственно протеин, в больших количествах – до 99% массы. Тем не менее, он при пищеварении разлагается на множество незаменимых аминокислот.
В частности, в состав протеина входят и BCAA, и другие важные вещества. Поэтому он является комплексным спортивным питанием для решения сразу двух проблем – и катаболизм, и анаболизм.
Но стоит учесть два очень важных момента. Во-первых, все аминокислоты в протеине находятся в связанном виде. То есть желудочно-кишечному тракту требуется время на его переваривание и высвобождение этих «более простых» веществ. Во-вторых, концентрация каждой отдельной аминокислоты довольно низкая. Зато разнообразие – высокое.
Основная задача протеина заключается в приросте сухой мышечной массы. При метаболизме он разлагается на множество аминокислот, которые впоследствии используются в качестве «стройматериала» для новых мускулов. Многие из них получаются только при приёме этой пищевой добавки и никаким другим образом.
В целом протеин направлен на достижение следующего эффекта:
-
Прирост мышечной массы. Его приём вырабатывает огромное количество аминокислот, которые используются в качестве «строительного материала»;
-
Снижение катаболизма в отношении непосредственно клеток мускульной ткани. Он при переваривании выделяет BCAA, которые уменьшают боль и повышают выносливость;
-
Поддержание обменных веществ в мышцах в положительном направлении в отсутствие тренировок. То есть протеин способен обеспечить «правильный» катаболизм ночью или в продолжительные перерывы между занятиями.
-
Протеин рекомендуется пить каждый день. Разве что дозировка разнится. Незадолго до тренировочной сессии желательно выпить больше протеина, чтобы зарядить мускулы энергией и улучшить анаболизм, а в дни без занятий или перед сном – соответственно, меньше.
Впрочем, конкретные графики и дозировки разнятся в зависимости от рациона и желаемого эффекта.
Итак, подведём итоги.
Достоинства
-
Анаболик. Стимулирует рост мышц, повышение физической силы и выносливости;
-
Содержит огромное количество необходимых (в том числе незаменимых) аминокислот, которые направлены на улучшение протекающих в мускулах обменных процессов, в том числе BCAA;
-
Стимулирует сжигание жира.
Недостатки
-
Довольно медленно усваивается. Так, в виде концентрата он может перевариваться 1-2 часа в зависимости от особенностей организма;
-
Существует во множестве вариантов, поэтому выбрать подходящий довольно сложно.
Протеин используется в первую очередь бодибилдерами для ускорения роста мускульной массы и повышения физической силы.
Теперь о разновидностях протеина. Они различаются не только происхождением, но и эффектом. Так, наиболее широко распространён сывороточный протеин, который содержит огромное количество молочных белков и поэтому может похвастаться высоким содержанием незаменимых аминокислот животного происхождения.
Для веганов или людей с непереносимостью лактозы предназначен соевый протеин. Он может похвастаться высоким содержанием BCAA, но из-за отсутствия аминокислот животного происхождения не может похвастаться ярко заметным анаболическим эффектом.
Сывороточный протеин существует в двух видах – концентрат и изолят.
Концентрат сывороточного протеина – это, по сути, высушенная сыворотка. Содержит множество дополнительных полезных веществ, но концентрация самого белка довольно низкая (30-80%). А ещё в нём есть углеводы в виде молочного сахара (лактозы). Но вот главный минус – это долгое переваривание, которое может занять до 1-2 часов в зависимости от особенностей метаболизма.
В изоляте сывороточного протеина полезных веществ крайне мало, а лактоза и вовсе представлена в следовых количествах. Зато содержание чистого белка – до 99%, а скорость переваривания крайне мала.
Сравнение
Итак, BCAA нужны для защиты мышц и снижения риска появления болевых ощущений, а протеин – для роста мускульной массы. Но разница заключается не только в этом.
Характеристика |
BCAA |
Протеин |
Состав |
100% аминокислоты |
Зависит от формы. До 99% белка, а в некоторых случаях также аминокислоты и углеводы |
Применение |
Повышение выносливости, снижение мышечных болей |
Рост мускульной «сухой» массы, повышение выносливости, снижение болевого синдрома |
Скорость усвоения |
До 10-20 минут после приёма |
До 1-2 часов после приёма |
Эффект жиросжигания |
Нет |
Есть |
Кому лучше использовать |
Опытным спортсменам перед высоконагруженными тренировками |
Начинающим и опытным спортсменам в течение всего времени набора массы |
Когда лучше пить |
Перед тренировками и после них |
Перед тренировками, после них, утром и вечером |
BCAA и протеин имеют разную направленность. И, в принципе, протеин – это комплексное спортивное питание, которое содержит в составе BCAA. Так что при его приёме можно обойтись и без других добавок.
Кроме того, BCAA и протеин можно принимать вместе. Тогда эффект от использования обоих видов спортивного питания будет улучшен. Однако важно рассчитать дозировки и время приёма.
В частности, дозировку BCAA лучше уменьшить. Аминокислотный комплекс рекомендуется пить за 20-30 минут до протеина. В этом случае прирост массы пойдёт быстрее – больше продуктов метаболизма белка будут использованы организмом для «строительства» мышц.
Перед одновременным приёмом протеина и BCAA рекомендуется проконсультироваться с врачом. Конечно, риск вреда от этих препаратов минимален, однако стоит учитывать индивидуальные особенности организма.
Оцените статью | |
Всего голосов: 1, рейтинг: 4 |
BCAA и протеин как принимать
Как принимать BCAA и протеин – вместе, или по отдельности? И нужно ли вообще принимать обе добавки, или хватит и одной? Эти вопросы уже давно обсуждаются в мире бодибилдинга, так как на первый взгляд их смешивание не имеет смысла, но, это только первое впечатление.
Совместимость добавок
Первое, что интересует человека, задавшегося вопросом совместного приема этих добавок – это их совместимость друг с другом. Что же, она просто превосходная. Протеин – это белок, состоящий из аминокислотных цепочек, а BCAA – это изолированные главные аминокислоты – валин, лейцин, изолейцин.
Вместе BCAA и протеин образуют идеальную связку – протеин обеспечивает постепенное снабжение организма белком и аминокислотами, а BCAA «загружает» быстро и качественно, давая заряд на тренировку.
Как уже говорилось, протеин состоит из аминокислот, в частности, около 20% состава сывороточного протеина приходится как раз на BCAA, и их дополнительное употребление может показаться делом бессмысленным, если не знать свойств каждого из продуктов. Перед тем, как принимать BCAA и протеин, будет не лишним узнать, что аминокислоты, входящие в состав протеина, связаны межу собой — они образуют пептидные цепи, и для полного усвоение должны еще разложиться в кишечнике на составляющие. Это происходит относительно быстро, как для спортивной добавки, но не идет ни в какое сравнение со скоростью усвоения BCAA в чистом виде.
Этот комплекс состоит из трех изолированных аминокислот:
- — валин;
- — лейцин;
- — изолейцин.
Как и когда принимать
Возвращаясь к вопросу, можно ли смешивать протеин и BCAA, стоит оговориться, что конкретно смешивать их не стоит. Принимать вместе – да, но не одновременно. Это не вредно, не опасно, но нерационально. Протеин усваивается медленнее, чем BCAA, и если смешать оба продукта вместе, то получится что-то среднее.
Если вы уже принимаете протеин или аминокислоты по отдельности, то можете не нарушать существующую схему приема. Главное – это не принимать BCAA и протеин вместе, то есть не смешивать их. В противном случае достоинства BCAA в виде высокой скорости усвоения сойдут на нет, так как соединившись с более медленными цепочками в протеине они примут их свойства.
Прием протеина осуществляется, как правило, за 30-40 минут до начала тренинга, а вот БЦАшки стоит пить перед самым началом занятий, или уже после начала, в перерыве.
Помимо варианта принимать протеин и BCAA вместе, многие присматриваются к протеинам с уже входящим в их состав BCAA. Такой коктейль имеет место быть, но если вам нужен быстрый, качественный результат, то лучше по отдельности употреблять чистый протеин и комплекс BCAA.
Принимать протеин можно утром, за 30 минут до или через 30 минут после тренировки. Этой добавке необходимо время на расщепление, ведь даже быстрый сывороточный протеин усваивается медленнее BCAA. Аминокислоты же принимать стоит непосредственно перед тренировкой, или даже во время нее.
Когда и как принимать протеин и BCAA:
- 1. С утра одна порция протеина, чтобы восполнить растраченные за ночь запасы.
- 2. Одна порция за 30-40 минут до тренировки – она даст организм силы для выполнения упражнений.
- 3. Перед началом упражнений или даже в перерыве принимаем BCAA.
- 4. Еще одну порцию протеина можно принять спустя 30-40 минут после тренировки, чтобы постепенно восполнялся аминокислотный баланс.
Говоря о том, как принимать протеин и BCAA, речь идет о сывороточном и комплексном протеине. Казеин принимается иначе, так как его скорость усвоения еще ниже, и его нужно пить перед сном или если планируется большой промежуток времени между приемами пищи.
| Белок BtsA расщепляет сложноэфирную группу метилового эфира пимелоил-АСР …
Контекст 1
… ранее сообщалось, что пимелоил-АСР мигрировал медленнее, чем метиловый эфир субстрата пимелоил-АСР, из-за потери гидрофобного метилового эфира группа изменила заряд карбоксильной группы ACP и, следовательно, расширила фрагмент ACP (Shapiro et al., 2012; Feng et al., 2014). Как показано на фиг. 4A, BtsA катализирует гидролиз связи сложного метилового эфира метилового эфира пимелоил-ACP, и продукт пимелоил-ACP перемещается медленнее, чем субстрат.Чтобы предоставить дополнительные доказательства того, что BtsA распознает метиловый эфир пимелоил-ACP in vitro, мы сконструировали штамм BHKS449, производный штамм btsA, несущий ген Bacillus subtilis bioI, расщепляющий связи C7-C8 ацил-ACP с образованием пимелоил-ACP (Stok and De Voss, 2000; Cryle and Schlichting, 2008). …
Контекст 2
… было показано, что известные изоферменты эстеразы метилового эфира пимелоил-АСР используют каталитический домен α / β-гидролазы с консервативной каталитической триадой (Ser-Asp-His) для функционирования в качестве эстеразы (Shapiro et al., 2012; Feng et al., 2014; Bi et al., 2016). Чтобы дополнительно охарактеризовать, имеет ли BtsA сходные активные триадные остатки, мы выполнили выравнивание последовательностей гомологов BtsA из разных видов Moraxella и предсказали каталитическую триаду, состоящую из Ser117, His254 и Asp287 (Рисунок 4B, Рисунок S4). Чтобы проверить функцию предполагаемой триады, мы сконструировали гены, кодирующие три мутантных белка BtsA, S117A, D254A и h387A, в векторе экспрессии pBAD24M с помощью сайт-направленного мутагенеза. …
Контекст 3
… Тестирование функции предполагаемой триады. Мы сконструировали гены, кодирующие три мутантных белка BtsA, S117A, D254A и h387A, в векторе экспрессии pBAD24M путем сайт-направленного мутагенеза. Как показано на фиг. 4C, по сравнению с устойчивым ростом штамма E.coli дикого типа MG1655 и штамма bioH, несущего btsA, экспрессия каждого мутанта BtsA не позволяла выращивать штамм bioH на планшетах, свободных от биотина. Значение этих трех аминокислотных остатков было также подтверждено очисткой белка (рис. S5) и анализами реакции гидролиза эстеразы in vitro, и все мутантные ферменты не смогли расщепить метиловый эфир пимелоил-АСР (рис. 4D)….
Контекст 4
… показанный на рисунке 4C, по сравнению с устойчивым ростом штамма E. coli дикого типа MG1655 и штамма bioH, несущего btsA, экспрессия каждого мутанта BtsA не позволяла расти Штамм bioH на пластинах без биотина. Значение этих трех аминокислотных остатков было также подтверждено очисткой белка (рис. S5) и анализами реакции гидролиза эстеразы in vitro, и все мутантные ферменты не смогли расщепить метиловый эфир пимелоил-АСР (рис. 4D).Взятые вместе, ясно, что M. catarrhalis BtsA является членом α / β-гидролазы с консервативной каталитической триадой Ser-His-Asp. …
BTSA — антиоксиданты и натуральный витамин E, с 1994 года
В BTSA мы стремимся радовать наших клиентов высококачественными и функциональными ингредиентами для создания более здоровой жизни. Все, что мы делаем в нашей компании, ориентировано на клиента и его успех. Для них мы существуем и стремимся совершенствоваться каждый день, и для них мы рассматриваем каждый день как «День 1».
С 1994 года мы специализируемся на производстве натуральных антиоксидантных растворов с использованием физических методов — дистилляции (в отличие от экстракции с использованием растворителей) из источников сои и подсолнечника, не содержащих ГМО. Наш флагманский антиоксидант токобиол является уникальным продуктом на рынке и не может быть продублирован, поскольку для его получения мы используем запатентованные методы дистилляции. Он не сертифицирован в отношении ГМО, соответствует требованиям органических веществ и имеет чистую этикетку. Мы решаем проблемы окисления и помогаем продлить срок хранения, одновременно защищая продукты от физического разложения при низких затратах в использовании.
Токобиол ® — это полностью натуральный антиоксидант, не содержащий ГМО, одобренный проектом, полученный путем перегонки из растительного или подсолнечного масла с использованием запатентованной технологии. Это отличный продукт, который защищает пищевые продукты и пищевые добавки, сохраняя их активные ингредиенты и увеличивая срок годности продукта, не влияя на цвет или запах конечного продукта. Tocobiol ® рекомендуется для стабилизации масел, жиров, мясных продуктов, закусок, хлебобулочных изделий, пищевых добавок и диетических продуктов.Tocobiol ® является уникальным для рынка продуктом с высокой синергетической активностью, разработанным исключительно BTSA. Он естественным образом содержит токоферолы, моноглицериды, растительные стерины и сквалены и легко диспергируется в широком спектре продуктов.
Tocobiol ® Blends — это широкий спектр индивидуальных антиоксидантных растворов для любых пищевых или нутрицевтических применений. Tocobiol ® смешан с натуральными или полу-натуральными антиоксидантами для создания синергетического эффекта, который увеличивает антиоксидантную способность продукта.Мы предлагаем смеси с аскорбилпальмитатом (витамином С), экстрактом зеленого чая, лецитином, экстрактом розмарина или пропилгаллатом. Наша опытная команда профессионалов посоветует вам разработать лучший антиоксидант для вашего продукта.
Nutrabiol ® T — это 100% натуральные смешанные концентраты токоферолов из растительного или подсолнечного масла без ГМО. Nutrabiol® T — это мощный природный антиоксидант для пищевых продуктов и нутрицевтиков, который очень эффективен в низких концентрациях, не влияя на цвет или запах конечного продукта.Nutrabiol ® T доступен как из соевых бобов, так и из подсолнечника, в концентрациях до 90% и 50% соответственно. BTSA — один из немногих производителей в мире, который перегоняет подсолнечное масло до 50% концентрата.
Nutrabiol E ® — это 100% натуральный витамин E из растительного масла без ГМО и лучшая альтернатива синтетическому витамину E, поскольку он имеет более высокую биодоступность, что улучшает его характеристики. Наш витамин Е европейского качества, доступен в различных концентрациях (в международных единицах) и в форме сложного эфира для большей стабильности.
BTSA имеет более чем 25-летний опыт разработки антиоксидантов и натурального витамина Е для продуктов питания, косметики и личной гигиены, нутрицевтиков и кормов для животных. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы помочь вам найти наиболее подходящий продукт для вашей компании.
Завод и штаб-квартира BTSA расположены в Мадриде, Испания , с коммерческими офисами в США и Мексике . Кроме того, у BTSA есть дистрибьюторская сеть, которая позволяет нам работать в более чем 40 странах.
Фактор вирулентности Moraxella катализирует существенную эстеразную реакцию биосинтеза биотина
Front Microbiol. 2020; 11: 148.
Цзянсу Ключевая лаборатория биологии патогенов, Департамент биологии патогенов, Нанкинский медицинский университет, Нанкин, Китай
Отредактировал: Хуэй Ву, Восточно-Китайский университет науки и технологий, Китай
Рецензент: Стивен Лин, Институт биологической химии, Academia Sinica, Тайвань; Джон Э. Кронан, Университет Иллинойса в Урбана-Шампейн, США
Эта статья была отправлена в раздел «Микробная физиология и метаболизм» журнала «Границы микробиологии»
† Эти авторы внесли равный вклад в эту работу
Получено в 2019 г. 4 ноя; Принята в печать 22 января 2020 г.
Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License (CC BY). Использование, распространение или воспроизведение на других форумах разрешено при условии указания автора (авторов) и правообладателя (ов) и ссылки на оригинальную публикацию в этом журнале в соответствии с принятой академической практикой. Запрещается использование, распространение или воспроизведение без соблюдения этих условий.
Эта статья цитируется в других статьях в PMC.Abstract
Пимелоилацил-носитель (АСР) метилэфирэстераза катализирует последнюю стадию биосинтеза пимелатной части биотина, ключевого промежуточного продукта в биосинтезе биотина. Парадигма эстеразы метилового эфира пимелоил-АСР представляет собой белок BioH Escherichia coli , который гидролизует сложноэфирную связь метилового эфира пимелоил-АСР. Синтез биотина в E. coli также требует, чтобы функция гена малонил-АСР-метилтрансферазы ( bioC ) использовала стратегию метилирования, позволяющую удлинить временно замаскированный малонатный фрагмент до пимелатного фрагмента синтетическими ферментами жирных кислот.Однако биоинформатический анализ существующих бактериальных геномов показал, что bioH отсутствует во многих bioC -содержащих бактериях. В геноме грамотрицательной бактерии Moraxella catarrhalis отсутствует ген, кодирующий гомолог любого из шести известных изоферментов эстеразы метилового эфира пимелоил-АСР, что позволяет предположить, что этот организм кодирует новую изоформу эстеразы метилового эфира пимелоил-АСР. Сообщаем, что это так. Ген, кодирующий новую изоформу, названный btsA , был выделен комплементацией E.coli с делецией bioH . Необходимость BtsA для биосинтеза биотина в M. catarrhalis была подтверждена ауксотрофным фенотипом биотина, вызванным делецией btsA in vivo и восстановленной системой синтеза дестиобиотина in vitro . Было показано, что очищенный BtsA расщепляет метиловый эфир физиологического субстрата пимелоил-ACP до пимелоил-ACP с использованием каталитической триады Ser117-His254-Asp287. Отсутствие выравнивания последовательностей с другими изоферментами вместе с филогенетическим анализом выявило BtsA как новый класс эстеразы метилового эфира пимелоил-АСР.Участие BtsA в вирулентности M. catarrhalis было подтверждено дефектом бактериальной инвазии в эпителиальные клетки легких и выживаемости в макрофагах у штаммов Δ btsA . Идентификация нового гена эстеразы btsA исключительно у видов Moraxella , который связывает биосинтез биотина с бактериальной вирулентностью, может выявить новую ценную мишень для разработки лекарств против M. catarrhalis .
Ключевые слова: Moraxella catarrhalis , метилэстераза, тиоэфир пимелата, путь синтеза биотина, бактериальная вирулентность, BtsA
Введение и нижние дыхательные пути.
M. catarrhalis может передаваться бессимптомно (так называемое носительство), но также может вызывать средний отит у детей и инфекции нижних дыхательных путей у взрослых с хронической обструктивной болезнью легких (Verduin et al., 2002). Он обычно встречается в полимикробном сообществе с другими патогенами, такими как Streptococcus pneumoniae и Haemophilus influenzae . Подавляющее большинство клинических изолятов M. catarrhalis (> 95%) в настоящее время устойчивы к антибиотикам семейства β-лактамаз, которые когда-то считались препаратами первой линии для лечения этого заболевания (Masaki et al., 2011). До настоящего времени эффективная вакцина против M. catarrhalis еще не была разработана.Биотин (витамин H или витамин B7) является важным микроэлементом, необходимым для всех живых организмов (Beckett, 2007). Он функционирует как ковалентно связанный кофактор фермента, который опосредует перенос CO 2 во время реакций карбоксилирования, декарбоксилирования и транскарбоксилирования (Knowles, 1989; Attwood and Wallace, 2002). In vivo , биотин функционирует как длинная «качающаяся рука», которая передает промежуточные соединения между двумя активными центрами основных метаболических ферментов посредством ковалентного субстратного канала (Cronan, 2014).Биотин синтезируется de novo из семиуглеродного α, ω-дикарбоксилатного промежуточного соединения, пимелата, который этерифицируется либо CoA (пимелоил-CoA), либо белком-носителем ацила (пимелоил-ACP) (Lin et al., 2010; Cronan , 2014). Превращение этого распространенного предшественника пимелоилтиоэфира в биотин осуществляется четырьмя хорошо законсервированными ферментами (BioF, BioA, BioD и BioB) (), которые были интенсивно разработаны много лет назад в основном в Escherichia coli (Lin и Кронан, 2011; Кронан, 2014).В отличие от поздних стадий, ранние стадии, ответственные за синтез пимелатной части, весьма разнообразны. Наиболее четко описанный путь синтеза пимелатного фрагмента представлен путем E. coli BioC-BioH, который захватывает часть биосинтетической способности жирных кислот производить пимелатный фрагмент (Lin and Cronan, 2011; Cronan, 2018). . Было обнаружено, что BioC, карбоксиметилтрансфераза, инициирует синтез биотина путем метилирования свободной карбоксильной группы малонил-ACP (Lin and Cronan, 2012).Метилированный малонил-АСР имитирует субстрат, который распознается ферментами биосинтеза жирных кислот типа II (White et al., 2005), и удлиняется в течение двух циклов с добавлением четырех атомов углерода с образованием метилового эфира пимелоил-АПФ. Беспорядочная эстераза BioH впоследствии расщепляет метильную группу с образованием пимелоил-АСР, который затем вступает на поздние стадии пути синтеза биотина. Хотя BioH считается «дикой картой» среди синтетических ферментов биотина, он действует как привратник и блокирует дальнейшее удлинение своего физиологического субстрата (Agarwal et al., 2012). Однако эти ферменты, которые обладают BioH-подобной активностью, демонстрируют заметное разнообразие последовательностей среди bioC -содержащих бактерий. Четыре других фермента: BioG (Shi et al., 2016), BioK (Shapiro et al., 2012), BioJ (Feng et al., 2014) и BioV (Bi et al., 2016) были обнаружены у бактерий. которые кодируют BioC, но не BioH (Родионов и др., 2002). Было продемонстрировано, что все эти эстеразы катализируют расщепление метилового эфира пимелоил-ACP in vitro и способствуют синтезу биотина в E.coli Δ bioH .
Генетическая организация генов биосинтеза биотина и предложенная модель пути биосинтеза биотина M. catarrhalis . (A) Показан оперон генов биосинтеза биотина. Ген btsA окрашен в красный цвет, а ген bioC — в синий. (B) Схема предлагаемого пути синтеза биотина M. catarrhalis . FAS обозначает цикл синтеза жирных кислот.
Биосинтез биотина был предложен как многообещающая цель для открытия антибиотиков, учитывая, что он требуется для всех форм жизни, но может быть синтезирован только de novo микроорганизмами и растениями (Shapiro, 2013; Salaemae et al., 2016). Подтверждение биосинтеза биотина как лекарственной антибактериальной мишени дополнительно подтверждается рядом исследований с генетическим нокаутом с использованием Mycobacterium tuberculosis и Francisella novicida . Например, M. tuberculosis, BioA и BioF, как было показано, необходимы для выживания и вирулентности микобактерий (Sassetti and Rubin, 2003; Woong Park et al., 2011). Делеция bioJ в F. novicida показала, что ген необходим для жизнеспособности и репликации бактерий в макрофагах, а также для выживания мышей (Feng et al., 2014). В частности, многие ингибиторы, нацеленные на синтетические ферменты биотина, были разработаны для эффективного снижения выживаемости бактерий (Soares da Costa et al., 2012; Zlitni et al., 2013; Liu et al., 2017). Следовательно, идентификация генов, необходимых для пути синтеза биотина, может выявить новую ценную мишень для терапевтического вмешательства в инфекцию M. catarrhalis .
В этом исследовании мы обнаружили, что M. catarrhalis кодирует все белки, необходимые для сборки слитых гетероциклических колец биотина (Таблица S1). M. catarrhalis также кодирует BioC в своем биотиновом опероне (), но в опероне или геноме отсутствует ген, кодирующий гомолог bioH , что дает возможность того, что M. catarrhalis должна иметь новую эстеразу для удаления метильной группы метилпимелиол-АСР, введенного его родственником BioC. Мы использовали подход генетической комплементации для выделения гена, кодирующего белок, имеющий функцию BioH. Это дало новый изофермент эстеразы метилового эфира пимелоил-ACP, названный BtsA, необходимый для завершения пути синтеза биотина в M.catarrhalis . Было показано, что BtsA играет роль в бактериальной инвазии в эпителиальные клетки легких и репликации в макрофагах. Таким образом, мы представляем молекулярный механизм биосинтеза предшественника биотина в виде фактора пищевой вирулентности Moraxella .
Материалы и методы
Бактериальные штаммы, плазмиды и условия роста
Бактериальные штаммы и плазмиды, использованные в этом исследовании, перечислены в. Штаммы E. coli выращивали при 37 ° C в среде Лурия – Бертани (LB) (триптон, 10 г / л, дрожжевой экстракт, 5 г / л, NaCl, 10 г / л, pH 7.0). Не содержащая биотина минимальная среда M9 для E. coli , содержащая 0,05% казаминокислоты без витаминов плюс авидин (0,1 Ед / мл) и 0,2% глицерина в качестве единственного источника углерода, была использована для проверки потребности в биотине. L-арабинозу добавляли до конечной концентрации 0,02%. Штаммы M. catarrhalis выращивали на чашках для инфузии мозга и сердца (BHI) при 37 ° C с 5% CO 2 или в бульоне BHI при встряхивании при 37 ° C. Определенная среда для M. catarrhalis , содержащая раствор минеральных солей S-715 (Juni et al., 1986), 0,05% безвитаминных казаминовых кислот и 1% DL-лактата натрия в качестве единственного источника углерода использовались для проверки потребности в биотине. Были синтезированы олигонуклеотидные праймеры (перечисленные в таблице S2), и клонированные гены были проверены секвенированием, выполненным GeneScript Co. (Китай). геномная ДНК M. catarrhalis ATCC 25238 использовали в качестве матриц. Праймеры RS05165-F и RS05165-R использовали для амплификации btsA ( A4U55_05020 ) и RS03745-F и RS03745-R для A4U55_03600 .Продукты ПЦР вставляли в плазмиду pBAD24M по сайтам NdeI и HindIII с использованием ДНК-лигазы Т4 (NEB) для создания плазмид pBHK193 и pBHK194. Очистку плазмиды и очистку продукта ПЦР проводили в соответствии с инструкциями по набору (Tiangen Biotech Co., LTD, Китай).
Таблица 1
Бактериальные штаммы и плазмиды, использованные в этом исследовании.
Бактериальные штаммы | Генотип | Ссылки или источник | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
E.coli | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DH5α | Δ ( argF-lac ) U169 ϕ80d lacZ58 (M15) Δ phoA8 glnV44 deoR481 gyrA10 9075 конец 9027 Labd 9075 Lab2 9027 RECA1 9075 GYRA10 LAB2 | F — ompT hsdS B (rB-mB-) галлон dcm lacY1 | Novagen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Rosetta ™ (DE3) pLysS | F10 omp (rB-mB-) галлон dcm (DE3) pLysSRARE | Novagen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
STL24 | MG1655, Δ bioH | (Lin et al., 2010) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
STL23 | MG1655, Δ bioC | (Lin et al., 2010) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ER90 | Δ bioF bioC bioD | Rhee 2005 (Чойрон-) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
M. catarrhalis | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ATCC 25238 | Штамм дикого типа | (Jakobsson et al., 2016) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
BHKS211 | catar btsAЭта работа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
BHKS235 | M.catarrhalis ATCC 25238, Δ A4U55_03600 | Эта работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
BHKS366 | M. catarrhalis ATCC 25238, Δ bioC | bioC | , Δ btsA :: btsA | Эта работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
BHKS368 | M. catarrhalis ACCT25238, IR pssA :: catGC | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Эта работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
BHKS449 | M. catarrhalis ATCC 25238, Δ btsA :: BsbioI | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pQE-2 | Amp r , вектор экспрессии на основе промотора Т5 | Qiagen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pBluescript SK (+) | Amp r , вектор клонирования | 50 pBluescript | Stratagene | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(Zhu et al., 2010) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pCM184 | Km r , вектор аллельного обмена | (Marx and Lidstrom, 2002) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pBHK193 | Amp r , 20 A410552 Сайты NdeI и HindIII pBAD24M | Эта работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pBHK194 | Amp r , A4U55_03600 клонирован в сайты NdeI и HindIII pBAD24M | HA4U55_05020 ( btsA ), клонированный в сайты NdeI и HindIII pQE-2 | Эта работа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pBHK384 | Amp r , A4U55_009101 и Amp pQE-2 | Эта работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pBHK343 | Усилитель r , btsA S117A pBHK193 | Эта работа | 90 266|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pBHK344 | Amp r , btsA D254A of pBHK193 | Эта работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pBHK345 | Amp66 9002 R , bts278 Усилитель r , btsA S117A от pBHK325 | Эта работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pBHK349 | Усилитель r , btsA D254A от pBHK325 | R | btsA h387A pBHK325 | Данная работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pBHK202 | Усилитель r , Cm r ; ПЦР-амплифицированный catGC вставлен между PstI; и BamHI-сайты pBluescript SK (+) | (Jiang et al., 2019) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pBHK352 | Km r , ПЦР-амплифицированный McBtsAup, вставленный между сайтами EcoRI и KpnI, плюс ПЦР-амплифицированный McBtsAdn, вставленный между сайтами ApaI и SacI pCM184 | Эта работа | K0278 r , ПЦР-амплифицированный McbioCup, вставленный между сайтами EcoRI и KpnI, плюс ПЦР-амплифицированный McbioCdn, вставленный между ApaI и SacI сайтами pCM184Эта работа | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pBHK358 | Amp r McUp, амплифицированный PCR, вставленный между KpnI PCR и сайты ApaI плюс ПЦР-амплифицированный McDn, вставленный между сайтами XbaI и SacI pBHK202 | Эта работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pBHK354 | Amp r , Cm r ; ПЦР-амплифицированный btsA плюс его промотор, вставленный между сайтами XhoI и SalI pBHK358 | Эта работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pBHK355 | Amp r , Cm r ; ПЦР-амплифицированный bioC плюс его промотор, вставленный между сайтами XhoI и SalI pBHK358 | Эта работа | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pBHK356 | Amp r , Cm r ; ПЦР-амплифицированный промотор оперона Bs bioI плюс bio , вставленный между сайтами XhoI и SalI pBHK358 | Эта работа |
Конструирование
M.catarrhalis МутантыШтамм M. catarrhalis Δ btsA (BHKS211) был сконструирован с использованием вектора аллельного обмена pCM184 (Marx and Lidstrom, 2002). ПЦР-амплифицированное переднее и нижнее гомологичное плечо целевого гена A4U55_05020 с использованием двух наборов праймеров RS05165UP-EcoRI-F / RS05165UP-KpnI-R и RS05165Dn-ApaI-F / RS06165Dn-SacI-R были последовательно вставлены в вектор pCM184. генерировать плазмиду pBHK352. Затем эту плазмиду вводили в M.catarrhalis ATCC 25238 путем естественной трансформации посредством аллельного обмена. Колонии (Δ btsA ) выделяли на чашках с агаром BHI с добавлением канамицина (25 мкг / мл). Таким же методом был сконструирован штамм Δ bioC (BHKS366) путем введения плазмиды pBHK353, несущей верхнее и нижнее гомологичное плечо целевого гена bioC , амплифицированного двумя наборами праймеров BioCUP-EcoRI-F / BioCUP-KpnI. -R и BioCDn-ApaI-F / BioCDn-SacI-R, с последующим скринингом успешных событий двойной перекрестной рекомбинации на планшетах с канамицином.Делецию M. catarrhalis bioC или btsA в геноме мутантного штамма подтвердили с помощью ПЦР с использованием соответствующих праймеров (фигура S1) с последующим секвенированием продуктов ПЦР.
Конструирование
штамма M. catarrhalis комплементацииКомплементированный штамм Δ btsA :: btsA (BHKS367) был сконструирован путем вставки копии гена btsA дикого типа в локус между двумя конвергентными экспрессиями. gen pssA и MCR_1955 , где нетранслируемые области M.catarrhalis хромосома. Во-первых, восходящие и нисходящие нетранслируемые области между pssA и MCR_1955 были амплифицированы с помощью ПЦР с использованием двух пар праймеров (McUp-KpnI-L / McUp-ApaI-R и McDn-XbaI-L / McDn-SacI-R) соответственно. , а затем лигировали с pBHK202 (Jiang et al., 2019) для генерации pBHK358. Эта плазмида, несущая сэндвич-слияние, в котором кассета catGC (кодирующая ген устойчивости к хлорамфениколу, около 960 п.н.) фланкирована восходящей и нисходящей нетранслируемыми областями.Применение этой системы комплементации было подтверждено созданием штамма M. catarrhalis IR pssA :: catGC (BHKS368) путем естественной трансформации посредством аллельного обмена и наблюдения с его фенотипом роста и потребностью в биотине. Обратите внимание, что этот штамм не влияет на рост и синтез биотина (рис. S2). Ген btsA плюс его собственная промоторная область амплифицировали с помощью ПЦР с набором праймеров McBtsA-XhoI-F / McBtsA-SalI-R и клонировали в сайты XhoI и SalI (перед кассетой catGC ) pBHK358 для генерации pBHK354. .Затем эту плазмиду вводили в M. catarrhalis Δ btsA (BHKS211) путем естественной трансформации и успешные рекомбинанты двойного перекрестия Δ btsA :: btsA (BHKS367) подвергали скринингу на чашках с агаром BHI с добавлением кангицина (25 мкл). / мл) и хлорамфеникол (5 мкг / мл). Комплементация btsA в геноме комплементированного штамма была подтверждена с помощью ПЦР с использованием соответствующих праймеров с последующим секвенированием продуктов ПЦР.
Дополняемый M.catarrhalis Δ bioC :: штамм bioC (BHKS376) также был сконструирован теми же способами, которые описаны выше. Вместо этого кодирующая область bioC и ее промоторная область оперона bioAFCD были амплифицированы с помощью набора праймеров McBioC-3 / McBioC-SalI-R и McBioC-XhoI-F / McBioC-2, соответственно, а затем слиты вместе в один фрагмент. ПЦР слияния с использованием праймера McBioC-XhoI-F / McBioC-SalI-R. Затем слитый фрагмент вставляли в pBHK358 по сайтам XhoI и SalI для генерации pBHK355, которую затем вводили в M.catarrhalis Δ btsA (BHKS211) путем естественного преобразования. Дополненный штамм M. catarrhalis Δ bioC :: bioC (BHKS376) был подвергнут скринингу на планшетах с добавлением канамицина (25 мкг / мл) и хлорамфеникола (5 мкг / мл) и подтвержден ПЦР с использованием соответствующих праймеров и секвенирования.
Штамм M. catarrhalis Δ btsA :: BsbioI (BHKS449) также был сконструирован, как описано выше. Ген Bacillus subtilus bioI был амплифицирован из B.subtilis с использованием праймеров BsBioI-3 / BsBioI-SalI-R, в то время как ее промоторная область была амплифицирована из расположенной выше промоторной области оперона bio с праймерами BsBioI-XhoI-F / BsBioI-2. Затем эти два ПЦР-фрагмента лигировали вместе с помощью ПЦР слияния с использованием праймеров BsBioI-XhoI-F / BsBioI-SalI-R, чтобы гарантировать, что ген BsbioI может транскрибироваться на его собственном промоторе в штамме M. catarrhalis . Следовательно, слитый фрагмент затем вставляли в pBHK358 по сайтам XhoI и SalI для генерации pBHK356.Следующая конструкция и подтверждение были такими же, как описано выше.
Экспрессия и очистка белка и анализы химического перекрестного связывания
Ген btsA был амплифицирован из геномной ДНК M. catarrhalis ATCC 25238 и вставлен в вектор pQE-2 с получением плазмиды pBHK325, которая кодирует BtsA с N-концом. гексагистидин (His) -метка. BtsA экспрессировали в Rosetta (DE3) pLysS, выращенной при 37 ° C в среде LB. При OD600 0,8 культуры индуцировали 0.05 мМ изопропил-β-D-тио-D-галактозид (IPTG) и выращивали при 30 ° C в течение дополнительных 6 часов перед сбором урожая. Клетки собирали, ресуспендировали в буфере для лизиса (50 мМ фосфат натрия, 300 мМ NaCl, 10 мМ имидазол, 1 мМ дитиотреитол, pH 8,0), лизировали ультразвуком и центрифугировали (20000 об / мин, 40 мин). Осветленный бактериальный супернатант загружали в аффинную колонку с ионами никеля (Qiagen). Колонку промывали промывочным буфером (50 мМ NaH 2 PO 4 , 300 мМ NaCl, 40 мМ имидазол, 1 мМ дитиотреитол [pH 8.0]) для удаления загрязняющих белков, и меченный His белок BtsA элюировали в том же буфере (буфере для элюции), содержащем 200 мМ имидазол. Белок концентрировали ультрафильтрацией (отсечение 10 кДа) и заменяли на натрий-фосфатный буфер (50 мМ NaH 2 PO 4 , 150 мМ NaCl, 1 мМ дитиотреитол, pH 8,0). Чистоту белка визуализировали с помощью градиентного SDS-PAGE (12%) и дополнительно подтверждали с помощью четырехкратной времяпролетной жидкостной хроматографии (qTOF) масс-спектрометрии триптических пептидов (выполненной масс-спектрометрической лабораторией Нанкинского университета).Для дальнейшего тестирования структуры раствора BtsA, химическое сшивание с бисукцинимидилсукцинатом этиленгликоля (Pierce) было выполнено, как описано ранее (Bi et al., 2012). В каждой реакции химического сшивания (всего 20 мкл) очищенный белок BtsA (~ 10 мг / мл) отдельно смешивали с различными концентрациями сшивающего агента (0, 0,5, 2, 10, 50, 250 и 1250 мкл). мкМ) и инкубировали 30 мин при комнатной температуре. Все продукты реакции разделяли с использованием градиентного SDS-PAGE. Рекомбинантный BioC из M.catarrhalis был очищен от сверхпродуцирующего штамма E. coli Rosetta (DE3), трансформированного pBHK384, несущего ген A4U55_00945 , как описано выше.
Сайт-направленный мутагенез
btsAПлазмиды pBHK343, pBHK344 и pBHK345, каждая из которых несет единственную мутацию в кодирующей последовательности BtsA, получали с использованием набора для мутагенеза QuickChange с pBHK193 в качестве матрицы ПЦР. Праймеры, используемые в ПЦР и мутагенезе, перечислены в таблице S2.Сконструированные плазмиды трансформировали в E. coli, DH5α. Мутации были подтверждены секвенированием ДНК. Эти три мутантные плазмиды BtsA затем вводили в штамм STL24 E. coli Δ bioH для испытания способности к комплементации. Плазмиды pBHK348, pBHK349 и pBHK350, каждая из которых несет единственную мутацию, были получены с использованием набора для мутагенеза QuickChange с pBHK325 в качестве матрицы ПЦР.
Анализы активности эстеразы
Реакции в общем объеме 10 мкл содержали 100 мМ фосфата натрия (pH 7.8), 100 мкМ метилового эфира пимелоил-ACP, 1 мМ DTT и различные концентрации BtsA (0,1, 0,3, 1, 3 и 5 мкг) или его мутантных производных. Премикс буфера и субстрата АСР без BtsA инкубировали при 37 ° C в течение 2 минут. Реакцию гидролиза инициировали добавлением BtsA или (его мутантных производных) и инкубировали при 37 ° C в течение 30 мин. Образцы реакции загружали в 18% гель для ПААГ, содержащий 2,5 М мочевины, и затем прогоняли при 100 В в течение 2,5 часов. Метиловый эфир пимелоил-АПФ был синтезирован с использованием Vibro harveyi ацил-АСР синтетазы AasS (Lin et al., 2010) и голо-АСР E. coli , как описано ранее (Cronan and Thomas, 2009).
In vitro Синтез DTBСистема in vitro , в которой использовались неочищенные экстракты штамма STL24 (E. coli Δ bioH ), была восстановлена для проверки потенциальной роли BtsA в биосинтезе биотина, как описано Lin et al. (2010) с некоторыми модификациями. Бесклеточные экстракты из E. coli Δ bioH получали, как описано ранее (Lin et al., 2010). Продукцию DTB визуализировали с помощью биотеста на основе биотина, основанного на ауксотрофном штамме ER90 (Δ bioF bioC bioD ). Этот анализ позволяет in vitro преобразовать ACP-связанный субстрат в DTB с использованием ферментов в бесклеточных экстрактах. 100 мкл реакции в буфере для анализа содержали 1 мг белка экстракта бесклеточного экстракта Δ bioH , 1 мкмоль MgCl 2 , 0,5 мкмоль дитиотреитола, 0,01 мкмоль пиридоксаль-5′-фосфата, 50 мкг метилового эфира пимелоил-ACP, 0,1 мкмоль L-аланина, 0.1 мкмоль KHCO 3 , 0,1 мкмоль НАДФН, 0,1 мкмоль АТФ, 0,1 мкмоль глюкозо-6-фосфат и 0,1 мкмоль SAM. Аналогичную реакцию синтеза in vitro DTB для тестирования роли M. catarrhalis BioC проводили с 1 мг белка экстракта бесклеточного экстракта E. coli Δ bioC , 50 мкг малонил-ACP, 2 мкг BioC, и другие кофакторы, как указано выше. Реакции инкубировали при 37 ° C в течение 5 ч и гасили погружением в кипящую воду на 10 мин. Продукция DTB была проанализирована следующим образом. E. coli штамм ER90 выращивали в 5 мл минимальной среды глюкозы М9, содержащей 2 нМ биотина, при 30 ° C в течение ночи. Клетки промывали средой M9 и субкультивировали в 100 мл минимальной среды с глюкозой при 37 ° C в течение 5 ч, чтобы лишить клетки биотина. Клетки собирали центрифугированием, снова промывали в среде M9 и смешивали с 100 мл агара с минимальным содержанием глюкозы, содержащего индикатор окислительно-восстановительного потенциала 2,3,5-трифенилтетразолийхлорид (0,1%, мас. / Об.) До конечной OD при 600 нм. ~ 0,05. Около 15–20 мл смеси наливали в чашки Петри, разделенные пластиковыми стенками для предотвращения перекрестного кормления.На агар помещали бумажный диск диаметром 6 мм (BBL) и на диск вносили 10 мкл тестируемой реакции. После инкубации планшетов при 30 ° C в течение ночи рост штамма ER90 визуализировался как красный осадок формазана. Малонил-АПФ был ферментативно синтезирован из малонил-КоА, приобретенного у Sigma, с использованием фосфопантетеинилтрансферазы Bacillus subtilus Sfp (Quadri et al., 1998), как описано ранее (Massengo-Tiasse and Cronan, 2008).
Оценка адгезии и инвазии респираторных эпителиальных клеток
Количественные анализы адгезии и инвазии проводили с клетками A549 (альвеолярный эпителий легких человека II типа), выращенными в среде 1640 (Gibco) плюс 10% фетальной бычьей сыворотки, как описано ранее (Murphy et al. al., 2013). В этих экспериментах по адгезии и инвазии в настоящем исследовании используется MOI, равный 10. Вкратце, 2 × 10 5 клеток A549 высевали в каждую лунку 24-луночного планшета для тканевых культур и инкубировали в течение ~ 24 ч, когда клетки показывали конфлюэнтный рост. Клетки инокулировали бактериями логарифмической фазы, выращенными в среде BHI, и планшеты центрифугировали при 1000 об / мин в течение 10 мин при комнатной температуре для облегчения контакта между бактериями и клетками A549. Планшеты инкубировали 3 ч при 37 ° C. Неприкрепленные клетки удаляли осторожной 3-кратной промывкой лунок PBS.Для количественного определения прилипших клеток в каждую лунку добавляли 200 мкл трипсина (0,25%) и планшеты инкубировали при 37 ° C в течение 10 минут для удаления прикрепленных клеток. В каждую лунку добавляли 300 мкл 0,1% сапонина, переносили в пробирку на 1,5 мл и интенсивно встряхивали, считая на планшетах с разведением после инкубации в течение ночи. Приверженность измеряли в виде колониеобразующих единиц (КОЕ) на мл. Результаты анализов с мутантами (КОЕ / мл) выражали в процентах от результата с диким типом (КОЕ / мл), который выполнялся одновременно.Каждый эксперимент повторяли три независимых раза.
Для измерения способности к инвазии бактерий клетки и штаммы A549 совместно инкубировали в течение 3 часов. Неприкрепленные клетки удаляли промыванием и дополнительно убивали гентамицином (100 мкг / мл) в течение 1 ч инкубации при 37 ° C. Эпителиальные клетки выделяли трипсином и лизировали 1% сапонином, как описано выше, а затем высевали в двух экземплярах. Результаты представляли собой процент от числа жизнеспособных мутантных бактерий (КОЕ / мл), составляющий количество бактерий дикого типа (КОЕ / мл).Каждый эксперимент повторяли три независимых раза и рассчитывали среднее значение и стандартное отклонение.
Анализы выживаемости макрофагов
Выживаемость бактерий определяли количественно с использованием модифицированных анализов защиты от гентамицина, как описано ранее (Brett et al., 2008). Вкратце, макрофаги RAW 264.7 (1 ~ 2 × 10 5 клеток) предварительно высевали в 24-луночный планшет на лунку и инкубировали при 37 ° C с 5% CO 2 в течение 15-20 часов в среде DMEM плюс 10. % FBS сывороточная культуральная среда. Ночные бактериальные культуры выращивали на агаре при 37 ° C и ресуспендировали в среде DMEM.Бактериальные культуры использовали для заражения макрофагов при MOI 100. После инфицирования планшеты центрифугировали в течение 5 минут при 500 × g и инкубировали в течение 30 минут при 37 ° C с 5% CO 2 . Затем фагоцитоз останавливали трехкратной промывкой PBS для удаления неприлипающих бактерий с последующим 1 ч дополнительной обработкой гентамицином (100 мкг / мл) для уничтожения прикрепившихся бактерий. Общее количество жизнеспособных внутриклеточных бактерий затем оценивали на чашках с агаром BHI после лизиса клеток (1% мас. / Об. Сапонина), устанавливая T0 после инфицирования.Для постинфекционного измерения после T0 инфицированные клетки дополнительно инкубировали в среде DMEM плюс 10% FBS, и выживающие бактерии в макрофагах высвобождались в указанный момент времени в течение 12 часов после инфицирования и количественно оценивались путем посева серийных разведений на чашки с агаром BHI. и подсчет колоний. Данные представлены в КОЕ / мл. Каждый эксперимент повторяли три независимых раза и рассчитывали среднее значение и стандартное отклонение.
Результаты
M.catarrhalis btsA , новый ген биосинтеза биотинаАнализ генома M. catarrhalis показал, что он содержит четыре гена, кодирующих гомологи E. coli BioA, BioF, BioC и BioD, которые сгруппированы в оперон, но Ген bioB удален от родственного оперона bioAFCD (). Интересно, что шесть известных изоферментов метилэфирэстеразы пимелоил-ACP, по-видимому, отсутствовали во всех исследованных видах Moraxella , что указывает на функциональную замену неизвестным новым ферментом.Обратите внимание, что три ORF M. catarrhalis ATCC 25238 ( A4U55_03350, A4U55_03600 и A4U55_05020 ) были аннотированы как предполагаемые α / β гидролазы. Чтобы проверить, может ли экспрессия этих трех генов обеспечивать отсутствующий фермент, контролирующий биосинтез биотина, мы проанализировали комплементацию ауксотрофного штамма STL24 E.coli Δ bioH . Производное индуцируемого арабинозой вектора pBAD24M, несущего каждый предполагаемый ген, трансформировали в штамм Δ bioH , и трансформанты наносили штрихами на минимальную среду, не содержащую биотина, с арабинозой или без нее.Как показано на фиг.1, плазмидная экспрессия A4U55_03600 или A4U55_05020 обеспечивала устойчивый рост штамма Δ bioH на планшетах, в которых отсутствовал биотин, тогда как пустой вектор не поддерживал детектируемый рост. Сильный рост наблюдался только в присутствии арабинозы (индуктора промотора araBAD), что указывает на необходимость индуцированной экспрессии. Обратите внимание, что A4U55_03350 не имеет такой дополнительной способности (данные не показаны). В качестве положительного контроля в присутствии 4 нМ биотина штаммы, несущие гены или пустой вектор, оба росли хорошо ().
Идентификация btsA как важного гена синтеза биотина in vivo . (A) Экспрессия M. catarrhalis btsA ( A4U55_05020 ) обеспечивает рост штамма E. coli Δ bioH на среде, не содержащей биотина. Трансформанты штамма STL24 ( E. coli Δ bioH ) выращивали при 37 ° C на среде, не содержащей биотина, с глицерином в качестве источника углерода. Рост в отсутствие биотина тестировали либо в присутствии, либо в отсутствии 0.02% арабинозы (Ara). Глицерин дает базальную экспрессию BtsA, тогда как арабиноза дает индуцированную экспрессию. Были протестированы следующие штаммы: MG1655 (штамм дикого типа) и STL24, несущие плазмиду pBHK193, кодирующую btsA , pBHK194, кодирующую A4U55_03600 , или пустую плазмиду pBAD24M (Vec). Рост на чашках, содержащих 4 нМ биотина, использовали в качестве положительного контроля. (В) M. catarrhalis требует для роста btsA . Фенотипы роста различных штаммов M. catarrhalis наблюдали на определенных чашках с добавлением биотина (10 нМ) или без него.Чашки инкубировали при 37 ° C в течение 2 дней. Были протестированы следующие штаммы: ATCC 25238 (штамм дикого типа), Δ A4U55_03600 , Δ btsA и b BtsA :: btsA . Рост на чашках BHI использовали в качестве положительного контроля.
Чтобы определить, участвуют ли эти два предполагаемых гена в синтезе биотина M. catarrhalis in vivo , мы сконструировали нокаут-мутанты A4U55_03600 и A4U55_05020 и дополнили эти мутанты гомологичной рекомбинацией с двойным кроссовером (рисунок S1). ), соответственно.Фенотипы роста оценивали на минимальной среде, не содержащей биотина. Как показано на фиг.4, без добавления биотина штамм Δ A4U55_05020 не поддерживал детектируемый рост, и комплементация восстанавливала рост. Как и ожидалось, когда биотин был добавлен в планшет, он устранял дефект роста штамма Δ A4U55_05020 , указывая на то, что этот мутант является штаммом, ауксотрофным по биотину. Напротив, устойчивый рост наблюдался у штамма Δ A4U55_03600 с добавлением или без биотина, который аналогичен штамму дикого типа ().Хотя вышеуказанные исследования анализа комплементации показали, что как A4U55_03600 , так и A4U55_05020 функционально заменяют E. coli bioH , ген A4U55_05020 был единственным, необходимым для синтеза биотина M. catarrhalis in vivo . Учитывая, что A4U55_05020 и другие паралоги BioH не обладают достаточным сходством последовательностей для выравнивания, мы обозначили A4U55_05020 как btsA . Кроме того, мы обнаружили, что делеция A4U55_00945 ( bioC ) также вызывала ауксотрофный фенотип по биотину, а комплементация экспрессии гена bioC спасала мутантный рост на пластине без биотина (Рисунок S2).Взятые вместе, все эти наблюдения предполагают, что btsA и bioC являются ключевыми партнерами, которые участвуют в пути синтеза биотина у M. catarrhalis .
BtsA распознает метиловый эфир пимелоил-ACP
in vitroЧтобы определить, действует ли BtsA как эстераза, которая превращает метиловый эфир пимелоил-ACP в пимелоил-ACP in vitro , мы очистили белок и проанализировали его in vitro. активность. Рекомбинантный BtsA с N-концевой гексагистидиновой меткой легко экспрессировался в E.coli и очищен с помощью Ni 2+ -хелатирующей хроматографии. Результаты SDS-PAGE и химического сшивания показали, что очищенная молекулярная масса BtsA составляет 30 кДа и существует в виде типичной мономерной структуры α / β-гидролазы в растворе (Holmquist, 2000) (). Жидкостная хроматография, масс-спектрометрия триптических пептидов подтвердила идентификацию рекомбинантного белка с 76% охватом пептидов, предсказанных на основе последовательности ДНК ().
Очистка и структурная характеристика BtsA. (A) Анализ SDS-PAGE очищенного BtsA. Кажущаяся молекулярная масса His-меченного BtsA составляет около 30 кДа. M, молекулярный вес. (B) Масс-спектрометрическая идентификация BtsA. Соответствующие пептиды выделены жирным шрифтом. (C) Анализ химического сшивания BtsA, где EGS означает бисукцинимидилсукцинат этиленгликоля. Образцы реакционных смесей BtsA с EGS в различных концентрациях разделяли с помощью 10% SDS-PAGE.
Активность BtsA определяли с использованием конформационно-чувствительного анализа сдвига электрофоретической подвижности в геле.Как сообщалось ранее, пимелоил-АПФ мигрировал медленнее, чем метиловый эфир субстрата пимелоил-АПФ, поскольку потеря гидрофобной метильной эфирной группы изменяет заряд карбоксильной группы АСР и, следовательно, увеличивает фрагмент АСР (Shapiro et al., 2012; Feng et al. др., 2014). Как показано на фиг.2, BtsA катализирует гидролиз метиловой эфирной связи метилового эфира пимелоил-АСР, и продукт пимелоил-АСР перемещается медленнее, чем субстрат. Чтобы предоставить дополнительные доказательства того, что BtsA распознает метиловый эфир пимелоил-ACP in vitro , мы сконструировали штамм BHKS449, производный штамм Δ btsA , несущий ген Bacillus subtilis bioI , расщепляющий связи C7-C8 ацил-ACP с образованием пимелоил-ACP (Stok and De Voss, 2000; Cryle and Schlichting, 2008).Как и ожидалось, экспрессия BsBioI полностью восстановила рост штамма Δ btsA на среде без биотина (рис. S3), что позволяет предположить, что McBioF может принимать пимелат-ACP в качестве субстрата для инициации завершения слитых гетероциклических колец биотина. Эти результаты показали, что BtsA распознает и гидролизует тот же субстрат, что и E. coli BioH in vitro , в превосходном соответствии с данными комплементации in vivo .
Белок BtsA отщепляет сложноэфирную группу метилового эфира пимелоил-ACP. (A) Схематическая диаграмма ферментативной реакции, катализируемой BtsA. Ферментативные реакции проводили при 37 ° C и содержали 100 мкМ метилового эфира пимелоил-ACP в качестве субстрата. Продукт гидролиза пимелоил-АСР мигрирует медленнее, чем субстрат в дестабилизирующей системе мочевина-ПААГ. (B) Сравнение предполагаемых активных центров BtsA с каталитическими остатками синтетических эстераз биотина E. coli . Ключевые остатки выделены серым цветом. (К) In vivo функциональный анализ мутантных белков триадного остатка BtsA.Широкий тип и трансформанты штамма STL24 ( E. coli Δ bioH ) выращивали при 37 ° C на среде, не содержащей биотина. Рост тестировали либо в присутствии, либо в отсутствии арабинозы. Были протестированы следующие штаммы: STL24, несущие плазмиды pBHK193, pBHK343, pBHK344 и pBHK345, кодирующие btsA дикого типа , и одно из мутантных производных, S117A, D254A или h387A, соответственно. Также была включена векторная плазмида (vec) pBAD24M. (Г) In vitro функциональный анализ мутантных белков триадного остатка BtsA.Ферментативные активности BtsA и одиночных мутантных белков S117A, D254A или h387A анализировали с помощью конформационно-чувствительного анализа сдвига электрофоретической подвижности. Минус означает отсутствие добавления BtsA (или мутантного белка), тогда как треугольник справа представляет уровни белка в серии обратных разведений (0,1, 0,3, 1, 3 и 5 мкг). Ферментативная реакция (общий объем 10 мкл) содержала 100 мкМ метилового эфира пимелоил ACP. Реакционную смесь разделяли с использованием 18% PAGE, содержащего 2.5 М мочевины.
Консервативная каталитическая триада Ser-His-Asp необходима для активности BtsA
Было показано, что известные изоферменты эстеразы метилового эфира пимелоил-ACP используют каталитический домен β-гидролазы α / с консервативным (Ser-Asp- His) каталитическая триада функционирует как эстеразы (Shapiro et al., 2012; Feng et al., 2014; Bi et al., 2016). Чтобы дополнительно охарактеризовать, имеет ли BtsA аналогичные остатки активной триады, мы выполнили выравнивание последовательностей гомологов BtsA из разных видов Moraxella и предсказали каталитическую триаду, состоящую из Ser117, His254 и Asp287 (, Рисунок S4).Чтобы проверить функцию предполагаемой триады, мы сконструировали гены, кодирующие три мутантных белка BtsA, S117A, D254A и h387A, в векторе экспрессии pBAD24M с помощью сайт-направленного мутагенеза. Как показано на, по сравнению с устойчивым ростом штамма MG1655 E. coli дикого типа и штамма Δ bioH , несущего btsA , экспрессия каждого мутанта BtsA не позволяла выращивать штамм Δ bioH на планшеты без биотина. Значение этих трех аминокислотных остатков было также подтверждено очисткой белка (фиг. S5) и анализами реакции гидролиза эстеразы in vitro , и все мутантные ферменты не смогли расщепить метиловый эфир пимелоил-АСР ().Взятые вместе, ясно, что M. catarrhalis BtsA является членом α / β-гидролазы с консервативной каталитической триадой Ser-His-Asp.
BtsA требуется для синтеза дезтиобиотина
Для дальнейшего тестирования роли BtsA в пути синтеза биотина были проведены биоанализы восстановления дестиобиотина (DTB) на основе ранее разработанной системы in vitro , которая превращает малонил-ACP в DTB с использованием сырых экстрактов штамма E. coli Δ bioH и штамма ауксотрофного биотина ER90 (Δ bioF Δ bioC Δ bioD ) (Manandhar and Cronan, 2017).Рост индикаторного штамма ER90 визуализируется по отложению красного формазана (del Campillo-Campbell et al., 1979). Биотесты DTB могут надежно определять 1 пмоль биотина или продукцию DTB (). Как показано, добавление метилового эфира пимелоил-ACP к неочищенным экстрактам не давало заметного роста ER90, тогда как хороший рост наблюдался при добавлении очищенного BtsA к реакциям. Напротив, инкубация, содержащая любой из мутантных белков BtsA, не давала синтеза DTB (). Это также относится к M.catarrhalis BioC. Увеличенная красная зона наблюдалась при добавлении очищенного BioC (фиг. S6) в реакции с неочищенными экстрактами, приготовленными из штамма E. coli Δ bioC и субстрата малонил-АСР (фиг. S7). Напротив, синтез DTB не был обнаружен, когда инкубации содержали какой-либо из мутантных белков BtsA (). Таким образом, эти результаты ясно продемонстрировали физиологическую роль BtsA и BioC в биосинтезе бактериального DTB.
Биологический анализ функции BtsA в общем пути синтеза биотина. (A) Схема системы синтеза in vitro DTB BtsA. (B) Очень низкие (пмоль) уровни биотина поддерживали рост ауксотрофного по биотину штамма ER90 (Δ bioF bioC bioD ) на минимальной среде, не содержащей биотина. (C) Восстановление синтеза DTB в экстракте Δ bioH путем добавления метилового эфира пимелоил-ACP и BtsA. Верхний левый квадрант содержал белки BtsA и все компоненты, необходимые для синтеза DTB. Реакции в верхнем правом квадранте содержали все компоненты, необходимые для синтеза DTB, за исключением BtsA, тогда как образцы, отмеченные в нижнем левом квадранте, не содержали штамма STL24 ( E.coli Δ bioH ), а нижний правый квадрант содержал только бесклеточный экстракт из STL24. (D) Мутантные производные BtsA (S117A, D254A или h387) не восстанавливали синтез DTB в экстракте Δ bioH .
BtsA играет роль в инвазии респираторных эпителиальных клеток и внутриклеточном выживании внутри макрофагов
Адгезия и инвазия M. catarrhalis в эпителиальные клетки имеет решающее значение для его патогенеза (Verduin et al., 2002). Для оценки роли BtsA в адгезии и инвазии респираторных эпителиальных клеток человека были проведены количественные анализы адгезии и инвазии на линиях альвеолярных клеток типа II (A549). Как показано на фиг.4, сцепление мутанта Δ btsA было таким же эффективным, как и сцепление штамма дикого типа и штамма с комплементом. Чтобы определить, требуется ли BtsA для эффективной инвазии, клетки A549 инфицировали каждым штаммом и после 3-часовой инкубации клетки промывали, инкубировали с гентамицином в течение дополнительных 2 часов, а затем лизировали, серийно разбавляли и высевали для определения соотношения вторжения бактерий.Мутант Δ btsA показал статистически значимое снижение инвазии эпителиальных клеток по сравнению с диким типом (), что указывает на то, что BtsA требуется для эффективной инвазии респираторных эпителиальных клеток человека in vitro . Обратите внимание, что дополнение восстановило его способность вторжения. Кроме того, нарушение способности к инвазии также наблюдалось у штамма Δ bioC (фигура S8). После этого, хотя ауксотроф биотина M. catarrhalis не влияет на прикрепление бактерий к эпителиальным клеткам, он может эффективно ингибировать инвазию и является доказательством связи синтеза биотина с бактериальной инвазией и вирулентностью.
Анализы адгезии и инвазии с линией клеток респираторного эпителия A549 с штаммом M. catarrhalis . Клетки инфицировали, и через 30 мин для прилипания и 3 ч для инвазии общее количество ассоциированных с клетками бактерий или внутриклеточных бактерий, соответственно, количественно определяли путем посева на разведения. Данные представлены как средние значения ± стандартное отклонение трех независимых экспериментов. * P <0,05.
Макрофаги — ключевые компоненты врожденной иммунной системы, участвующие в организации защиты хозяина от микробных инфекций.Затем мы провели классические анализы защиты от гентамицина с использованием линии мышиных макрофагов RAW 264.7, чтобы определить выживаемость штаммов дикого типа и Δ btsA в макрофагах. Как показано на фиг.4, через 12 ч после инфицирования штамм дикого типа легко пролиферировал до высоких количеств от 3 × 10 5 КОЕ / мл до 1 × 10 6 КОЕ / мл. Напротив, после попадания внутрь макробагов количество жизнеспособных штаммов Δ btsA постепенно значительно снижалось, и через 12 часов после инфицирования количество жизнеспособных клеток штамма Δ btsA было в 45 раз ниже, чем у штамма дикого типа. штамм ().Обратите внимание, что дополненный штамм Δ btsA :: btsA может частично реверсировать дефекты репликации в клетках RAW 264.7, иллюстрируя физиологическое значение BtsA для внутриклеточного выживания M. catarrhalis в макрофагах. Эти результаты вместе с анализами бактериальной инвазии указывают на роль биосинтеза биотина в вирулентности M. catarrhalis .
Выживание и репликация штаммов M. catarrhalis в макрофагах. RAW 264.7 клеток были инфицированы M. catarrhalis ATCC 25238 (закрашенный кружок), штаммом Δ btsA (заштрихованный квадрат) и дополненным штаммом Δ btsA :: btsA (заштрихованный треугольник) при MOI 100 и внутриклеточном количество бактерий было подсчитано в указанные моменты времени после заражения. Данные представлены как средние значения ± стандартное отклонение трех независимых экспериментов.
Виды Moraxella , кодирующие новый класс карбоксилестеразы ParalogueХотя предполагается, что BtsA является членом семейства α, β-гидролаз и имеет те же каталитические остатки, что и другие изоферменты эстеразы, их общая идентичность последовательностей низкая.Чтобы изучить эволюционные отношения, мы построили филогенетическое дерево минимального правдоподобия и обнаружили, что эти белки были помещены в шесть различных субкладов в пределах одного клана (CL0028; Finn et al., 2016). Гомологи BtsA ограничены видами Moraxella и образуют субклад, отличный от других групп (). Как и BtsA, BioJ у видов Francisella (Feng et al., 2014), BioK у Cyanobacteria (Родионов и др., 2002) и BioV у видов Helicobacter (Bi et al., 2016) все ограничены определенной группой бактерий, тогда как BioH и BioG широко распространены среди различных бактерий (Shapiro et al., 2012). Эти данные предполагают, что, несмотря на то, что белки для биосинтеза предшественников биотина играют одинаковые роли, каждый следовал своему собственному эволюционному пути. Таким образом, мы утверждаем, что BtsA представляет собой новый класс карбоксилэстераз синтеза биотина.
Филогения бактериальных эстераз метилового эфира пимелоил-АСР. Филогенетический анализ проводился методом минимальной эволюции с использованием MEGA6.Жирным шрифтом выделены BtsA из вида Moraxella .
Обсуждение
Наше исследование выявило путь синтеза предшественника биотина M. catarrhalis и охарактеризовало основные ферменты BioC и BtsA, которые функционируют последовательно так же, как классический путь E. coli BioC-BioH. BioC использует метилирование, тогда как BtsA выполняет деметилирование, позволяя удлинить временно замаскированный малонатный фрагмент до пимелатного фрагмента синтетическими ферментами жирных кислот.Путь BioC-BioH является доминирующим, но не единственным путем синтеза пимелоильной части биотина (Lin and Cronan, 2011). B. subtilis BioW (пимелоил-КоА-синтетаза; Estrada et al., 2017; Manandhar and Cronan, 2017) и Mesorhizobium loti BioZ (Entcheva et al., 2002) также участвовали в биосинтезе пимелоильная группа. Тем не менее, в геноме M. catarrhalis не было обнаружено никаких гомологов BioW и BioZ. Более того, BtsA определяет новый класс эстеразы метилового эфира пимелоил-ACP на основании ее низкой идентичности последовательности с другими изоферментами и филогенетических анализов.Таким образом, идентификация и характеристика BtsA подтверждает гипотезу о том, что эстераза метилового эфира пимелоил-АСР демонстрирует необычное разнообразие среди бактерий, продуцирующих биотин.
BioC считалось O-метилтрансферазой, которая метилирует свободный карбоксил малонил-ACP, чтобы инициировать биосинтез пимелоильного фрагмента биотина (Lin and Cronan, 2012). Аналогичный результат наблюдался в нашем исследовании, когда добавление малонил-АПФ в реакции с неочищенными экстрактами, приготовленными из E.coli Δ bioC и McBioC могут восстанавливать рост ауксотрофного по биотину штамма ER90, демонстрируя, что малонил-ACP является потенциальным субстратом для McBioC. Кроме того, ауксотроф по биотину штамма Δ btsA был успешно устранен за счет экспрессии гена B. subtilis bioI , продуцирующего пимелат-АСР. Вместе с анализами активности эстеразы для функции BtsA мы ясно продемонстрировали, что BtsA распознает тиоэфир АСР ω-метилпимелиновой кислоты с образованием продукта пимелат-АСР в качестве предшественника биотина для образования кольца биотина.Это отличается от тиоэфира пимелата, связанного с КоА в пути BioW, который превращает пимелиновую кислоту в пимелоил-КоА (Manandhar and Cronan, 2017).
Учитывая тот факт, что большинству организмов требуется лишь незначительное количество биотина, а путь синтеза биотина является метаболически дорогостоящим, ожидается жесткое регулирование синтеза биотина. В E. coli транскрипция биотинового синтетического ( bio ) оперона напрямую регулируется BirA, бифункциональной репрессорной биотиновой протеин-лигазой E. coli (Barker and Campbell, 1980; Cronan, 1989).Две функции BirA позволяют регулировать транскрипцию оперона bio за счет связывания ДНК в ответ на внутриклеточные концентрации как биотина, так и акцепторного белка биотина AccB (Cronan, 1988, 2014). Связывание операторной ДНК требует N-концевого крылатого домена спираль-поворот-спираль, который отсутствует у биотин-протеин-лигазы M. catarrhali (A4U55_08435). Учитывая, что M. catarrhali s не имеет доступа к биотину окружающей среды, кажется, что он не может регулировать синтез биотина в ответ на биотин окружающей среды.Следует отметить, что в геноме E. coli ген bioH хорошо отделен от других генов биосинтеза биотина и не регулируется репрессором BirA (Barker and Campbell, 1980). Подобно «автономному» BioH E. coli , BtsA M. catarrhali s также кодируется в месте генома, удаленном от его оперона bio , оперона bioAFCD и гена bioB . Таким образом, остается открытым вопрос, регулируется ли транскрипция btsA совместно с другими генами синтеза биотина.
Хотя любой из двух белков, A4U55_03600 и A4U55_05020 (BtsA) может функционально заменять E. coli BioH, BtsA является единственной эстеразой метилового эфира пимелоил-ACP, присутствующей в M. catarrhalis . Хотя последовательность A4U55_03600 по существу не идентична последовательности с BtsA или другими изоферментами метилэфирэстеразы пимелоил-ACP, она должна иметь низкую беспорядочную эстеразу. Однако он явно предназначен для особой физиологической роли, а не для биосинтеза биотина. Одна из возможных причин заключается в том, что A4U55_03600 не будет идеально взаимодействовать с белком ACP, который несет субстрат из малых молекул, в отличие от BtsA.Таким образом, определение сокристаллической структуры комплекса BtsA с метиловым эфиром пимелоил-ACP может представлять собой прямой путь к разгадке этой загадки. Кроме того, мы исследовали, объясняет ли плохая экспрессия A4U55_03600 его неспособность поддерживать синтез предшественника биотина. Похоже, что это не так, потому что уровень транскрипции A4U55_03600 сопоставим с btsA (данные не показаны).
Наши данные показали, что делеция btsA привела к нарушению способности проникать в респираторные эпителиальные клетки и выживать в макрофагах, что указывает на то, что биосинтез биотина необходим для M.catarrhalis вирулентность. Таким образом, наши исследования четко подтвердили роль биосинтеза биотина в бактериальной вирулентности, что было продемонстрировано на M. tuberculosis (Woong Park et al., 2011) и F. tularensis (Napier et al., 2012). Кроме того, понимание механизма синтеза биотина в M. catarrhali s может обеспечить цели для разработки противомикробных препаратов для борьбы с инфекцией. BtsA ограничен видами Moraxella , и, таким образом, ингибитор BtsA может быть разработан как многообещающий антибактериальный агент со специфической активностью против клеток Moraxella .В заключение, наши данные являются убедительной поддержкой для будущего исследования BtsA в качестве лекарственной мишени, ингибиторы которой должны специально нацеливаться на виды Moraxella , но не влияют иным образом на микробиом хозяина.
Заявление о доступности данных
Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без излишних оговорок любому квалифицированному исследователю.
Вклад авторов
JJ и HB разработали эксперименты и написали рукопись.QZ и QY провели эксперименты и проанализировали данные.
Конфликт интересов
Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Сноски
Финансирование. Эта работа была поддержана грантами Национального фонда естественных наук Китая (гранты 31570053 и 31870029 для HB и 31600039 для JJ), Национального научного фонда высших учебных заведений Цзянсу Китая (грант 18KJA310002 для HB) и Цзянсу. Специально назначенный профессор и программы медицинского специалиста провинции Цзянсу в Китае (в HB).
Ссылки
- Агарвал В., Лин С., Лукк Т., Наир С. К., Кронан Дж. Э. (2012). Структура комплекса привратника субстрата фермент-ацильный белок-носитель (АСР), необходимого для синтеза биотина. Proc. Natl. Акад. Sci. США. 109, 17406–17411. 10.1073 / pnas.1207028109 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Аттвуд П. В., Уоллес Дж. К. (2002). Химические и каталитические механизмы реакций переноса карбоксила в биотин-зависимых ферментах. В соотв. Chem. Res.35, 113–120. 10.1021 / ar000049 + [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Баркер Д. Ф., Кэмпбелл А. М. (1980). Использование штаммов слияния биолак для изучения регуляции биосинтеза биотина у Escherichia coli . J. Bacteriol. 143, 789–800. 10.1128 / JB.143.2.789-800.1980 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Beckett D. (2007). Чувствительность к биотину: универсальное влияние статуса биотина на транскрипцию. Анну. Преподобный Жене. 41, 443–464. 10.1146 / annurev.genet.41.042007.170450 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Би Х., Кристенсен К. Х., Фэн Й., Ван Х., Кронан Дж. Э. (2012). Жирная кислота, воспринимающая кворум Burkholderia cenocepacia BDSF, синтезируется бифункциональным гомологом кротоназы, обладающим как дегидратазной, так и тиоэстеразной активностями. Мол. Microbiol. 83, 840–855. 10.1111 / j.1365-2958.2012.07968.x [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Би Х., Чжу Л., Цзя Дж., Кронан Дж. Э. (2016). Ген биосинтеза биотина ограничен Helicobacter .Sci. Rep. 6: 21162. 10.1038 / srep21162 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Бретт П. Дж., Бертник М. Н., Су Х., Наир В., Герардини Ф. К. (2008). Активность iNOS имеет решающее значение для удаления Burkholderia mallei из инфицированных мышиных макрофагов RAW 264.7. Клетка. Microbiol. 10, 487–498. 10.1111 / j.1462-5822.2007.01063.x [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Чой-Ри Э., Кронан Дж. Э. (2005). Нуклеозидаза, необходимая для in vivo функции радикального фермента S-аденозил-L-метионина, биотинсинтазы.Chem. Биол. 12, 589–593. 10.1016 / j.chembiol.2005.04.012 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Кронан Дж. Э. младший (1988). Экспрессия биосинтетического оперона биотина Escherichia coli регулируется скоростью биотинирования белка. J. Biol. Chem. 263, 10332–10336. [PubMed] [Google Scholar]
- Кронан Дж. Э. младший (1989). Биооперон E. coli : репрессия транскрипции важным ферментом модификации белка. Клетка 58, 427–429. 10.1016 / 0092-8674 (89)-2 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Cronan J.Е. (2014). Биотин и липоевая кислота: синтез, прикрепление и регуляция. EcoSal Plus 6. 10.1128 / ecosalplus.ESP-0001-2012 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Кронан Дж. Э. (2018). Достижения в синтезе биотина и сборке липоевой кислоты. Curr. Opin. Chem. Биол. 47, 60–66. 10.1016 / j.cbpa.2018.08.004 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Кронан Дж. Э., Томас Дж. (2009). Синтез бактериальных жирных кислот и его связь с путями синтеза поликетидов.Meth. Энзимол. 459, 395–433. 10.1016 / S0076-6879 (09) 04617-5 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Cryle M. J., Schlichting I. (2008). Структурные данные комплекса белка-носителя P450 показывают, как достигается специфичность комплекса P450 (BioI) ACP. Proc. Natl. Акад. Sci. США. 105, 15696–15701. 10.1073 / pnas.0805983105 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- дель Кампильо-Кэмпбелл А., Дайкхейзен Д., Клири П. П. (1979). Ферментативное восстановление d-биотина и d-сульфоксида до d-биотина.Meth. Энзимол. 62, 379–385. 10.1016 / 0076-6879 (79) 62244-9 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Энтчева П., Филлипс Д. А., Стрейт В. Р. (2002). Функциональный анализ генов Sinorhizobium meliloti , участвующих в синтезе и транспорте биотина. Прил. Environ. Microbiol. 68, 2843–2848. 10.1128 / AEM.68.6.2843-2848.2002 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Estrada P., Manandhar M., Dong SH, Deveryshetty J., Agarwal V., Cronan JE, et al. . . (2017).Пимелоил-КоА синтетаза BioW определяет новый уклад аденилат-образующих ферментов. Nat. Chem. Биол. 13, 668–674. 10.1038 / nchembio.2359 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Фен Й., Напье Б. А., Манандхар М., Хенке С. К., Вайс Д. С., Кронан Дж. Э. (2014). Фактор вирулентности Francisella катализирует важную реакцию синтеза биотина. Мол. Microbiol. 91, 300–314. 10.1111 / mmi.12460 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Finn R.Д., Коггилл П., Эберхардт Р. Ю., Эдди С. Р., Мистри Дж., Митчелл А. Л. и др. . (2016). База данных семейств белков Pfam: к более устойчивому будущему. Nucleic Acids Res. 44, Д279–285. 10.1093 / nar / gkv1344 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Holmquist M. (2000). Ферменты сворачивания альфа / бета-гидролазы: структуры, функции и механизмы. Curr. Protein Pept. Sci. 1, 209–235. 10.2174 / 1389203003381405 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Якобссон Х.E., Salva-Serra F., Thorell K., Gonzales-Siles L., Boulund F., Karlsson R. и др. . (2016). Проект последовательности генома Moraxella catarrhalis , тип штамма CCUG 353T. Объявление о геноме 4: e00552–16. 10.1128 / genomeA.00552-16 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Jiang X., Duan Y., Zhou B., Guo Q., Wang H., Hang X., et al. . . (2019). Циклопропановая синтаза жирных кислот опосредует устойчивость к антибиотикам и колонизацию в желудке Helicobacter pylori .J. Bacteriol. 201, e00374–19. 10.1128 / JB.00374-19 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Джуни Э., Хейм Г. А., Эйвери М. (1986). Определенная среда для Moraxella (Branhamella) catarrhalis . Прил. Environ. Microbiol. 52, 546–551. 10.1128 / AEM.52.3.546-551.1986 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ноулз Дж. Р. (1989). Механизм биотин-зависимых ферментов. Анну. Rev. Biochem. 58, 195–221. 10.1146 / annurev.bi.58.070189.001211 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Lin S., Кронан Дж. Э. (2011). Замыкание полных путей биосинтеза биотина. Мол. Биосист. 7, 1811–1821. 10.1039 / c1mb05022b [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Лин С., Кронан Дж. Э. (2012). О-метилтрансфераза BioC катализирует метилэтерификацию белка-носителя малонилацила, что является важным этапом синтеза биотина. J. Biol. Chem. 287, 37010–37020. 10.1074 / jbc.M112.410290 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Лин С., Хэнсон Р. Э., Кронан Дж. Э. (2010).Синтез биотина начинается с перехвата пути синтеза жирных кислот. Nat. Chem. Биол. 6, 682–688. 10.1038 / nchembio.420 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Лю Ф., Давади С., Маиз К. М., Дай Р., Парк С. В., Шнаппингер Д. и др. . (2017). Оптимизация на основе структуры ингибиторов пиридоксаль-5′-фосфат-зависимого фермента трансаминазы (BioA), которые нацелены на биосинтез биотина в Mycobacterium tuberculosis . J. Med. Chem. 60, 5507–5520. 10.1021 / acs.jmedchem.7b00189 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Манандхар М., Кронан Дж. Э. (2017). Пимелиновая кислота, первый предшественник пути синтеза биотина Bacillus subtilis , существует в виде свободной кислоты и собирается путем синтеза жирных кислот. Мол. Microbiol. 104, 595–607. 10.1111 / mmi.13648 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Marx C.J., Lidstrom M. E. (2002). Система cre-lox с широким кругом хозяев для рециклинга антибиотических маркеров грамотрицательными бактериями.Биотехнологии 33, 1062–1067. 10.2144 / 02335rr01 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Масаки Х., Цинь Л., Чжоу З., Онидзука Т., Ватанабе К., Ху Б. и др. . (2011). Проспективное исследование внутрисемейной передачи и чувствительности к антимикробным препаратам Moraxella catarrhalis . Microbiol. Иммунол. 55, 599–604. 10.1111 / j.1348-0421.2011.00360.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Массенго-Тиасс Р. П., Кронан Дж. Э. (2008). Vibrio cholerae FabV определяет новый класс редуктазы белка-носителя еноилацила.J. Biol. Chem. 283, 1308–1316. 10.1074 / jbc.M708171200 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Мерфи Т. Ф., Брауэр А. Л., Киркхэм К., Джонсон А., Кошелак-Розенблюм М., Малковски М. Г. (2013). Роль ABC-переносчика цинка Moraxella catarrhalis в персистенции в дыхательных путях. Заразить. Иммун. 81, 3406–3413. 10.1128 / IAI.00589-13 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Napier B. A., Meyer L., Bina J. E., Miller M. A., Sjostedt A., Вайс Д. С. (2012). Связь между внутрифагосомным биотином и быстрым бегством фагосом в Francisella . Proc. Natl. Акад. Sci. США. 109, 18084–18089. 10.1073 / pnas.1206411109 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Куадри Л. Э., Вайнреб П. Х., Лей М., Накано М. М., Зубер П., Уолш К. Т. (1998). Характеристика Sfp, фосфопантетеинилтрансферазы Bacillus subtilis для пептидильных доменов белка-носителя в пептидных синтетазах. Биохимия 37, 1585–1595.10.1021 / bi9719861 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Родионов Д.А., Миронов А.А., Гельфанд М.С. (2002). Сохранение биотинового регулона и регуляторного сигнала BirA у Eubacteria и Archaea . Genome Res. 12, 1507–1516. 10.1101 / gr.314502 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Салаемае В., Букер Г. В., Поляк С. В. (2016). Роль биотина в физиологии и вирулентности бактерий: новый антибиотик-мишень для Mycobacterium tuberculosis .Microbiol Spectr. 4. 10.1128 / microbiolspec.VMBF-0008-2015 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Сассетти К. М., Рубин Э. Дж. (2003). Генетические требования для выживания микобактерий во время инфекции. Proc. Natl. Акад. Sci. США. 100, 12989–12994. 10.1073 / pnas.2134250100 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Шапиро М. М., Чакравартти В., Кронан Дж. Э. (2012). Замечательное разнообразие ферментов, катализирующих последнюю стадию синтеза пимелатной части биотина.PLoS ONE 7: e49440. 10.1371 / journal.pone.0049440 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Shapiro S. (2013). Спекулятивные стратегии для новых антибактериальных средств: не все дороги должны вести в Рим. J. Antibiot. 66, 371–386. 10.1038 / ja.2013.27 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Ши Дж., Цао Х., Чен Й., Кронан Дж. Э., Го З. (2016). В кристаллической структуре пимелоил-ацильного белка-носителя метилэстеразы BioG из Haemophilus influenzae обнаружена атипичная складка альфа / бета-гидролазы.Биохимия 55, 6705–6717. 10.1021 / acs.biochem.6b00818 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Соареш да Коста Т. П., Тьеу В., Яп М. Ю., Зварец О., Белл Дж. М., Тернидж Дж. Д. и др. . (2012). Аналоги биотина с антибактериальной активностью являются мощными ингибиторами протеинлигазы биотина. ACS Med. Chem. Lett. 3, 509–514. 10.1021 / ml300106p [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Сток Дж. Э., Де Восс Дж. (2000). Экспрессия, очистка и характеристика BioI: цитохрома Р450, расщепляющего углерод-углеродную связь, участвующего в биосинтезе биотина в Bacillus subtilis .Arch. Biochem. Биофиз. 384, 351–360. 10.1006 / abbi.2000.2067 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Вердуин К. М., Хол К., Флир А., ван Дейк Х., ван Белкум А. (2002). Moraxella catarrhalis : от появившегося до установленного возбудителя. Clin. Microbiol. Ред. 15, 125–144. 10.1128 / CMR.15.1.125-144.2002 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- White S. W., Zheng J., Zhang Y. M., Rock (2005). Структурная биология биосинтеза жирных кислот типа II. Анну.Rev. Biochem. 74, 791–831. 10.1146 / annurev.biochem.74.082803.133524 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Woong Park S., Klotzsche M., Wilson D. J., Boshoff H. I., Eoh H., Manjunatha U., et al. . (2011). Оценка чувствительности Mycobacterium tuberculosis к депривации биотина с использованием регулируемой экспрессии генов. PLoS Pathog. 7: e1002264. 10.1371 / journal.ppat.1002264 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Zhu L., Lin J., Ma J., Cronan J. E., Ван Х. (2010). Устойчивость к триклозану Pseudomonas aeruginosa PAO1 обусловлена FabV, резистентной к триклозану еноилацил-протеин-редуктазой. Противомикробный. Агенты Chemother. 54, 689–698. 10.1128 / AAC.01152-09 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
- Злитни С., Ферруччо Л. Ф., Браун Э. Д. (2013). Подавление метаболизма выявляет новые антибактериальные ингибиторы при ограничении питательных веществ. Nat. Chem. Биол. 9, 796–804. 10.1038 / nchembio.1361 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]
BTSA открывает новый филиал в США |
Главный производитель натуральных антиоксидантов, натурального витамина Е и омега-3 для кормов для животных, продуктов питания, косметики и личной гигиены открывает новый офис продаж в США.Генеральный директор испанской компании рассматривает этот шаг как еще один шаг к интернационализации.
После открытия филиала в Мексике более 3 лет назад, испанская компания продолжает свои планы интернационализации в Северной и Южной Америке. Испанская BTSA открыла новый офис продаж в США.
Ана Виктория Угидос, генеральный директор BTSA, объясняет: «С этим новым открытием мы вступаем в наиболее важную фазу нашего корпоративного роста, делая очень большие ставки на рост в США и Канаде.Я знаю, что скоро мы увидим очень положительные результаты, учитывая потребности, которые мы уже получаем из этого региона ». В этом смысле Угидос вспоминает, что «открытие в Мексике и наши постоянные инвестиции в маркетинг сделали BTSA известным американским компаниям».
BTSA — ведущая европейская компания по производству натуральных антиоксидантов, натурального витамина Е и жирных кислот Омега-3. Они экспортируют из Испании во все страны Европы, США, Канаду, Латинскую Америку, Южную Корею, Японию, Малайзию, Индию, Австралию, Новую Зеландию, Южную Африку и другие.
С уважением к окружающей среде, основным сырьем, используемым BTSA, является побочный продукт, получаемый при рафинировании подсолнечного и соевого масел. «Мы обрабатываем его, отделяя токоферолы и натуральный витамин Е, а остальное нейтрализуем для производства биодизеля. Мы начинаем с отходов и не производим никаких отходов », — объясняет генеральный директор BTSA Ана Виктория Угидос.
Кроме того, в своих производственных процессах BTSA не использует растворители или химические продукты. Экстракция проводится только физическими методами, при изменении температуры и давления.
Компания также выступает против использования трансгенных продуктов и сырья и с 1999 года определила производственную политику, в которой она отказывается от генетически модифицированных продуктов, что является новаторской инициативой в этом секторе.
Table_1_A Фактор вирулентности Moraxella катализирует существенную эстеразную реакцию биосинтеза биотина. DOCX
Пимелоил-ацильный белок-носитель (АСР) метилэфирэстераза катализирует последнюю стадию биосинтеза пимелатной части биотина, ключевого промежуточного соединения в биосинтезе биотина.Парадигма эстеразы метилового эфира пимелоил-АСР представляет собой белок BioH кишечной палочки, который гидролизует сложноэфирную связь метилового эфира пимелоил-АСР. Синтез биотина в E. coli также требует, чтобы функция гена метилтрансферазы малонил-АСР (bioC) использовала стратегию метилирования, позволяющую удлинить временно замаскированный малонатный фрагмент до пимелатного фрагмента синтетическими ферментами жирных кислот. Однако биоинформатический анализ существующих бактериальных геномов показал, что bioH отсутствует у многих биосодержащих бактерий.В геноме грамотрицательной бактерии Moraxella catarrhalis отсутствует ген, кодирующий гомолог любого из шести известных изоферментов эстеразы метилового эфира пимелоил-АСР, что позволяет предположить, что этот организм кодирует новую изоформу эстеразы метилового эфира пимелоил-АСР. Сообщаем, что это так. Ген, кодирующий новую изоформу, названную btsA, был выделен комплементацией штамма E. coli с делецией bioH. Необходимость BtsA для биосинтеза биотина у M. catarrhalis была подтверждена ауксотрофным фенотипом биотина, вызванным делецией btsA in vivo и восстановленной системой синтеза дестиобиотина in vitro.Было показано, что очищенный BtsA расщепляет метиловый эфир физиологического субстрата пимелоил-ACP до пимелоил-ACP с использованием каталитической триады Ser117-His254-Asp287. Отсутствие выравнивания последовательностей с другими изоферментами вместе с филогенетическим анализом выявило BtsA как новый класс эстеразы метилового эфира пимелоил-АСР. Участие BtsA в вирулентности M. catarrhalis было подтверждено дефектом бактериальной инвазии в эпителиальные клетки легких и выживаемости в макрофагах у штаммов ΔbtsA. Идентификация нового гена эстеразы btsA, эксклюзивного для видов Moraxella, который связывает биосинтез биотина с бактериальной вирулентностью, может выявить новую ценную мишень для разработки лекарств против M.катаральный.
Регион Юго-Восточного Техаса — Университет Хьюстона
Регион Юго-Восточного Техаса — Университет Хьюстона- Celdyne Corporation — Celdyne Corporation предоставляет продукты и услуги для трехмерной культуры тканей. Наша основная технология — это вращающийся биореактор с гидрофокусировкой (HFB). Наша компания была основана для предоставления передовых продуктов и услуг исследователям в области тканевой инженерии и восстановления биопродуктов.
- Elge Inc. — Наш бизнес вращается вокруг разработки, производства и упаковки фармацевтических продуктов.
- Bayer Technology Services — Bayer Technology Services Americas (BTSA) — это технологическая компетентность на протяжении всего жизненного цикла заводов и процессов. Мы поддерживаем наших клиентов от разработки инновационных продуктов и процессов до проектирования, строительства и оптимизации процессов — все с творческим подходом и дальновидностью.
- Microbiology Specialist Inc. — MSI остается в авангарде микробиологического тестирования с 1984 года и сохраняет репутацию надежного с научной точки зрения тестирования.Первоначально основанная как справочная лаборатория клинической микробиологии, MSI впоследствии расширила свои услуги, включив в нее экологическую микробиологию, а также фармацевтические и диагностические исследования.
- Bay Area Houston Economic Partnership — Экономическое партнерство Bay Area Houston — это некоммерческая организация, обеспечивающая руководство, необходимое для стимулирования экономического развития и занятости в этом районе.
- PowerLung, Inc. — PowerLung — это простой в использовании тренажер для дыхательной мышцы, не содержащий лекарств, который, как показали несколько независимых исследований, улучшает дыхание для занятий спортом, музыкой и здоровьем.
- BlueBonnet Nutrition — Bluebonnet считает, что качество жизни должно быть максимально высоким. Хотя мы полностью согласны с тем, что правильная диета и правильные упражнения являются основой, витаминные и минеральные добавки помогают вам выглядеть, чувствовать себя и работать на полную. Мы постоянно ищем новые возможности и улучшения в нашей линейке продуктов для достижения этой цели.
- Economic Alliance Houston Port Region — Экономика нашего региона обеспечивает средства к существованию для наших граждан, и Альянс является частью этого успеха.Вместе, работая с сообществом и бизнесом, мы продолжаем активно работать над поддержанием жизнеспособности экономики наших регионов.
- Millar Instruments — пионер в разработке технологии датчиков давления и направил свои разработки и производственный опыт на интеграцию этой технологии в катетеры для приложений в биологических науках
- Iso Tex Diagnostics, Inc. — Iso-Tex Diagnsotics, Inc. — производственная компания, базирующаяся в г. Френдсвуд, штат Техас. Мы зарегистрированы FDA для производства радиофармацевтических и фармацевтических препаратов.Наше основное внимание уделяется производству и разработке стерильных, апирогенных радиофармпрепаратов для диагностических и терапевтических целей. Особые интересы включают разработку специальных рецептур для больных раком в последней стадии.
- Greater Houston Partnership — Мы предлагаем помещения, людей и концентрацию бизнеса, ресурсы и низкие затраты, необходимые для роста корпораций. Регион Хьюстон является инновационным. Мы находимся на переднем крае нанотехнологий, медицины и авиакосмической промышленности.Регион Хьюстон является инновационным. Мы находимся на переднем крае нанотехнологий, медицины и аэрокосмической промышленности. Будучи глобальными воротами, Хьюстон предоставляет самые рентабельные возможности для вашего успеха. В качестве новых глобальных ворот Хьюстон желает и поощряет ваш успех. Мы обещаем дать любую возможность добиться успеха.
- Activtox Системы клеток печени человека — Activtox Cell Technologies — биотехнологическая компания, базирующаяся в Хьюстоне, штат Техас. Amphioxus Cell Technologies специализируется на метаболизме в печени.Наши интересы простираются от базовой биологии печени до утилизации лекарств, вирусного гепатита, белков плазмы и моделей клеточных культур.
- Acorn Biotechnical Corporation — Мы выращиваем бактерии. Кто-то должен это сделать. У нас есть 25-летнее наследие того, чтобы быть такими. Но это еще не все, что мы делаем. Мы также разрабатываем биологические препараты. Мы помогаем с технической литературой. Мы обеспечиваем поддержку продаж и использования продукта. Как мы можем все это сделать? Это потому, что мы понимаем больше, чем просто микробы; мы понимаем среду и технику, в которой они используются.
- IDev Technologies, Inc. — IDev Technologies, Inc. («IDEV») — это организация, специализирующаяся на инновациях, вдохновении и разработке медицинских изделий нового поколения, предназначенных для эндоваскулярного вмешательства. В то время как текущий портфель патентов IDEV включает более тридцати технологий, лицензированных исключительно онкологическим центром M.D. Anderson, в настоящее время компания сосредоточена на успешной коммерциализации нового саморасширяющегося стента из нитинолового переплетения из проволоки (W.I.N.) для использования при заболеваниях печени и желчных путей.Уникальный W.I.N. Конструкция билиарного стента SUPERA® создаст новый класс саморасширяющихся нитиноловых стентов, которые обеспечивают непревзойденную прочность и гибкость в одной конструкции стента.
- Эдинбургская корпорация экономического развития
- Корпорация экономического развития округа Ориндж — округ Ориндж — это ворота в Техас, а также развлекательный и промышленный портал штата. Округ Ориндж обладает прекрасным деловым климатом и крупным транспортным узлом. В графстве есть сосновые леса, прибрежные равнины и судоходные пути.
- Lexicon Genetics Inc. — Lexicon Genetics — биофармацевтическая компания, деятельность которой направлена на открытие передовых методов лечения болезней человека. Мы используем запатентованную технологию нокаута генов, чтобы систематически обнаруживать физиологические функции генов у мышей и определять, какие соответствующие гены человека кодируют потенциальные мишени для терапевтического вмешательства или мишени для лекарств
- Центр медицинской генетики — частный академический институт, специализирующийся на предоставлении самых полных услуг генетического тестирования, доступных для наших пациентов и врачей.
- Biotics Research Corporation — Биотическая исследовательская корпорация уже более тридцати лет является ведущим производителем специально разработанных пищевых продуктов. Наша миссия остается неизменной: быть эталоном передового опыта в области диетологии, технологий и обслуживания, обеспечивая врачей надежными, инновационными продуктами высшего качества, а также высочайшим уровнем обслуживания клиентов.
- BCM Technologies, Inc. — Как дочерняя компания по развитию венчурного капитала Медицинского колледжа Бейлора (BCM), наша миссия — коммерциализировать изобретения преподавателей BCM путем создания новых компаний.
- Interlab Supply — технология тестирования биологической потребности в кислороде (БПК) и токсичности.
- Совет экономического развития Грейтер-Форт-Бенд — Совет экономического развития Грейтер-Форт-Бенд — это государственно-частное партнерство, созданное в 1986 году для содействия экономической жизнеспособности и обеспечения качественного развития в округе Форт-Бенд.
- Партнерство по экономическому развитию — Наша организация может помочь вашей существующей компании расти или помочь переместить вашу компанию, сотрудников и семьи в лучшее место для жизни, работы и роста.
- BioTex, Inc — Компания BioTex была официально основана и зарегистрирована в начале 1997 года с целью вывода на рынок инновационных оптических технологий. Первоначально эта цель преследовалась в рамках программы исследований инноваций в малом бизнесе (SBIR), и в конце 1997 года компания BioTex получила свою первую награду NIH SBIR.
- Cyberonics — Cyberonics — это инновационная и прогрессивная компания по производству медицинского оборудования, чья приверженность нашей миссии непревзойденна! Наши продукты и достижения говорят сами за себя.Мы привержены нашей миссии по улучшению жизни людей, страдающих эпилепсией, депрессией и другими хроническими заболеваниями, которые могут оказаться излечимыми с помощью нашей запатентованной терапии VNS.
- Город Шугарленд — Повышение качества жизни в сообществе за счет стремления к совершенству в предоставлении государственных услуг.
- Pearland Economic Development Corp — PEDC является катализатором этого процветающего дружественного к бизнесу сообщества, предлагая конкурентные стимулы для нового бизнеса, такие как освобождение от налогов во Фрипорте и гранты на развитие бизнеса, а также программу сохранения и расширения бизнеса для удовлетворения потребностей и интересы существующих компаний.
- Neurobiotex, Inc. — NeuroBioTex, Inc. — это компания по медицинским исследованиям и разработкам технологий, расположенная в Галвестоне, штат Техас. Они специализируются на вопросах, касающихся цинка и здоровья, с особым акцентом на роли цинка в нормальной и ненормальной функции мозга. Их долгосрочная корпоративная миссия — открыть и описать биологические функции сигналов цинка. Чтобы помочь выполнить эту миссию, они постоянно создают и улучшают новые инструменты для исследования цинка.
- Nanospectra Biosciences Inc.- Разработка терапевтического медицинского устройства, которое включает новый класс микрочастиц для избирательного уничтожения солидных опухолей. Эти AuroShell и торговые микрочастицы (также известные как нанооболочки) доставляются системно, а затем активируются лазером в ближнем инфракрасном диапазоне, что приводит к термическому разрушению опухоли и кровеносных сосудов, снабжающих их, без значительного повреждения здоровых тканей.
- Cryogen Lab — CryoGene Lab — это ультрасовременный центр, специализирующийся на обработке образцов и безопасном хранении биологических образцов.Используя новейшие технологии замораживания и доступное компьютерное программное обеспечение, CryoGene Lab может удовлетворить все ваши требования к хранению проб с минимальными затратами.
- Atactic — Atactic Technologies Inc. производит и продает молекулярные продукты для использования в исследованиях в области биологических наук. Основанная в 2003 году, мы разработали набор новых технологий для производства смесей олигонуклеотидов, длинных последовательностей ДНК и продуктов микрожидкостных матриц, содержащих большое количество последовательностей, определенных заказчиком, по значительно более низкой цене, чем могут обеспечить традиционные технологии.
- Pharm-Olam International — Pharm-Olam International — это международная контрактная исследовательская организация, предлагающая широкий спектр комплексных услуг в области клинических исследований для фармацевтической, биотехнологической и медицинской промышленности. От доклинической до фазы IV POI фокусируется на предоставлении данных высочайшего качества, достижении целевого набора и соблюдении запланированных сроков.
- Fairway Medical Technologies — Fairway — интегрированная компания по разработке и производству медицинских устройств, обладающая опытом и знаниями на всех этапах процесса разработки.Подтверждение концепции, обзор патентов и анализ рынка Предварительный дизайн, прототипирование и испытания in vitro Дизайн, разработка и испытания in vivo (животные) Дизайн производства и клинические испытания Производство, распространение, обслуживание.
- CardioSoft — CardioSoft — новаторская исследовательская компания, разрабатывающая несколько инновационных и передовых технологий и продуктов для электрокардиографии (ЭКГ). Наша миссия — улучшить жизнь людей с сердечными заболеваниями. Мы стремимся предоставить врачам по всему миру лучшие современные диагностические инструменты для ЭКГ.
- Cardionics Inc. — Производитель медицинских электронных инструментов, специализирующийся в области звуков сердца и легких.
- Molecular Logix Inc. — Компания по открытию лекарств, разрабатывающая новый класс терапевтических средств на основе белков для лечения рака, включая разработку противораковых лигандов, направленных против рецепторных тирозинкиназ.
- Synthecon Inc. — пионеры и новаторы систем трехмерных культур клеток.
- SeqWright Inc. — Миссия SeqWright Inc. состоит в том, чтобы облегчить и ускорить исследования наших клиентов и способствовать внедрению инноваций в отрасли; ДНК Технологии
- Repros Therapeutics ранее Zonagen Inc.- Участвует в разработке фармацевтических продуктов для лечения заболеваний и состояний, связанных с репродуктивной системой человека.
- Polymed Therapeutics — производитель и дистрибьютор специальных активных ингредиентов и промежуточных продуктов, обслуживающий фармацевтическую и агрохимическую промышленность.
- BetaBatt, Inc. — BetaBatt — компания из Хьюстона, занимающаяся разработкой надежных источников питания с длительным сроком службы. Компания исследовала и запатентовала новую архитектуру трехмерного преобразования энергии под названием DECTM Cell, основанную на пористом кремнии нанометрового размера.
- Aster Bio — Компания Aster Bio была основана для производства и разработки биохимических продуктов для улучшения окружающей среды. Каждый из наших продуктов основан на нашем понимании микробиологии и того, как микроорганизмы функционируют в естественной среде.
- McAllen Economic Development Corporation — McAllen MSA опережает остальную часть страны по росту населения и занятости.
- Совет экономического развития района Кэти — Кэти хорошо известна своей выдающейся и отмеченной наградами системой государственного образования K-12, высоким уровнем образования, отмеченными наградами сообществами, спланированными мастерами, низкой стоимостью жизни, обильными и разнообразными возможностями для покупок и отличным качеством жизнь.Это просто отличное место для создания семьи и развития бизнеса.
- Dewalch Life Technologies — DeWalch Life Technologies — это медико-биологическое подразделение DeWalch Technologies, Inc., диверсифицированной производственной и инженерной фирмы с 20-летней историей в области обработки, производства и автоматизации больших объемов. Компания разрабатывает, разрабатывает, владеет и производит технологии, которые она продает, и имеет множество патентов, выданных и находящихся на рассмотрении.
- BioTHER — BioTHER — компания, специализирующаяся на протеиновой терапии, в процессе коммерциализации новой терапии рака.Наша терапия вызывает противораковое воспаление внутри опухоли, заставляя опухоль регрессировать и устраняться. Различные независимые лаборатории показали, что активный принцип нашей терапии опосредует очищение опухоли и поддерживает защиту от рецидивов у животных и людей.
- GB Tech — GB Tech курирует управление и работу многих государственных лабораторий, обладая опытом в следующих областях: калибровка и метрология, анализ окружающей среды, газа и материалов, разработка прототипов.
- Альянс экономического развития округа Бразориа — Альянс экономического развития округа Бразориа — это государственная / частная некоммерческая корпорация, специально созданная для содействия экономическому развитию округа Бразориа.
- Корпорация регионального экономического развития Корпус-Кристи
- Торговая палата Большого Бомонта — Палата и ее союзники заложили прочную и успешную основу для экономического развития, поставив на первое место в своей повестке дня потребности уже существующих и новых предприятий.
In vitro | Активность in vitro: BTSA1 не обладает способностью напрямую активировать проапоптотический гомолог BAK. Обработка BTSA1 мощно и зависимо от дозы индуцирует мембранную транслокацию рекомбинантного растворимого BAX к митохондриальной мембране, за которой следует индукция олигомеризации BAX. Активация ВАХ, индуцированная BTSA1, способствует апоптозу раковых клеток. BTSA1 снижает жизнеспособность всех клеточных линий AML дозозависимым образом со значениями IC50 в диапазоне от 1 до 4 мкМ, что приводит к полному эффекту в течение 24 часов лечения.Он индуцирует дозозависимую активацию каспазы-3/7 во всех пяти клеточных линиях AML. Киназный анализ: Клеточный анализ: клетки AML высевают в 96-луночные белые планшеты (2 × 104 клеток / лунку) и инкубируют с серийными разведениями BTSA1 или BTSA2 или носителя (0,15% ДМСО) в среде без FBS. в течение 2,5 часов с последующей заменой 10% FBS до конечного объема 100 мкл. Жизнеспособность клеток оценивают через 24 часа. |
---|---|
In vivo | BTSA1 эффективно подавляет ксенотрансплантаты острого миелоидного лейкоза человека (AML) и увеличивает выживаемость хозяина без токсичности.Он хорошо переносится мышами без токсического воздействия на здоровое кроветворение, включая здоровые стволовые клетки, обогащенные клетками (LSK), общие миелоидные предшественники, предшественники гранулоцитов-моноцитов и предшественники мегакариоцитов-эритроцитов. 2019 © Все права защищены. Карта сайта |