在原子水平揭开肠道菌群消化食物的奥秘
辛凤姣 2018-05-11
时长:17:02
话题是结构生物学,它可能离你比较远,但如果你希望彻底揭开肠道菌群消化食物的奥秘,可必须依靠这个终极武器,所以你应该至少了解下结构生物学是什么。
辛凤姣
中国农业科学院农产品加工研究所博士、研究员
中国农业科学院农产品加工研究所食品酶工程创新团队首席科学家
入选中国农业科学院“青年英才计划”,担任“生物酶研究与应用”创新团队首席科学家,长期从事酶的晶体结构、功能及调控机制研究,相关成果分别发表在Nature(第二作者,影响因子42.351)和Cell Research(第一作者,影响因子11.981)上;此外,作为主要负责人,对丝裂原活化蛋白激酶信号通路中的重要蛋白质激酶p38α的调控机制也进行了一定研究,相关成果发表在Science China Life Sciences(第一作者,影响因子2.024)上。
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由G30资助
本演讲由G30企业提供资助,并受到民福社会福利基金会的大力支持和协助。
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图文实录

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今天的主角是第四期演讲中的两位女士之一——来自中国农业科学院农产品加工研究所的辛凤姣研究员。


在上期刘洋彧教授介绍如何建立肠道菌群的生态网络(点击观看:肠·道 | 刘洋彧:避免FMT/益生菌无效甚至引狼入室的终极武器)之后,我们又迎来了一位重量级的基础研究者为大家做科普。


今天的话题是结构生物学,它可能离你比较远,但如果你希望彻底揭开肠道菌群消化食物的奥秘,可必须依靠这个终极武器,所以你应该至少了解下结构生物学是什么。


在辛老师的演讲里,她没有讲高深的技术,更多阐述了结构生物学可以帮助肠道菌群研究者解决什么问题,肯定是能帮你涨知识的:



感觉如何,看到花花绿绿很炫酷的蛋白质(酶)的结构,你有没有被炫到?在原子水平解密分子之间的相互作用,了解物质转化的根本原理,就是结构生物学的任务。


辛老师博士毕业于清华大学生命科学学院(师从吴嘉炜教授),这是全球知名的结构生物学研究中心。在清华毕业后,她没有像很多同行一样选择留在清华或者出国,而是到了中国农科院的农产品加工研究所,力求在食品领域做出高水平的结构生物学研究。


呃(⊙o⊙)…这绝对是有远见的选择!当然,力主引进辛老师的戴小枫所长(延伸阅读:肠·道 | 戴小枫:中央一号文件起草者,热切关注精准营养!),也请收下我的膝盖!


消化、代谢、营养、食品乃至动物科学…都因为有跨学科的充分交叉,变得精彩。在这条路上,有辛凤姣,有刘洋彧,有戴小枫,也有每一位“肠·道”讲者。每个“肠·道”演讲都充满干货,值得你多看几遍!

辛凤姣研究员演讲内容简介


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一开场,辛老师介绍了自己是如何从高中时代到工作之后,逐步明确“初心”的心路历程。这位在少女时代励志要做医生的研究者,现在非常明确自己要在食品科学领域做出贡献,首要帮助人们预防疾病。


随后,辛老师用令人震惊的数字说明了人一生中要消化巨量的食物。她特别强调,在我们已经较为充分了解的物理消化、人自身的消化液促进的化学消化之外,我们现在要充分重视肠道菌群对食物的转化(消化)。


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而在介绍了酶的定义、发现史和功能之后,辛老师认为利用结构生物学,可以真正揭开酶与食物的“锁钥关系”。


具体到肠道菌群用来消化食物的酶,备受关注的是转化多糖、蛋白质/氨基酸和大分子化合物的分子。


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辛老师首先举了肠道菌群代谢最为常见的多糖——果胶的例子,说明虽然果胶的分子量非常大,糖基组成和结构、降解机制都非常复杂,但是通过结构生物学,一些科学家已经逐步拨开了肠道菌群代谢果胶的机制迷雾,对一些同时具有多种催化活性的酶也有了深入了解。


辛老师特别提到了能降解果胶的多形拟杆菌,它会通过启动3个多糖利用位点转露出40多种水解酶,以高效利用果胶。


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在介绍肠道菌群如何转化蛋白质和氨基酸的时候,辛老师特别提到了味精,并强调适量摄入味精并无害处甚至还会带来好处——在我们肠道中的多形拟杆菌所编码的谷氨酸脱羧酶的作用下,谷氨酸可以被转化成重要的神经递质γ氨基丁酸,可能有健脑、益智、抗癫痫等重要生理功能。


相关机制的确立,也正是有赖于结构生物学的发展。


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在介绍肠道菌群如何代谢食物中不易被人体自身吸收的活性化合物的时候,辛老师举了茶多酚的例子。


茶皂素、茶黄素等等多酚类物质,在我们肠道中的利用率非常低,90%以上可以直接到达结肠。在这个时候,肠道菌群会通过自己编码的酯酶、葡糖苷酶以及去甲基转移酶对各种多酚类化合物的侧链进行修饰或转化,将其变成更小分子的酚酸、短链脂肪酸等代谢产物,使其发挥重要的生理作用。


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最后,辛老师进行了小结,明确提出食物、菌群以及酶这三个因素,就像一个铁三角一样,稳定地相互作用、相互扶持,共同为我们的营养与健康保驾护航。


而对肠道菌群的酶的深入了解,是精准营养乃至精准医疗的重要突破口,这就是她和团队的主攻方向。


最后,辛老师向现场和屏幕前的观众发出了热情的邀请——在“食养天下,健康中国”依然任重道远的当下,期望与志同道合者取得合作,一起为中国的营养健康事业做出贡献!


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看了简介感觉如何?演讲视频更精彩,值得你好好看看哈!


辛凤姣研究员演讲幻灯


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(分享结束)

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