№02 февраль 2023

Портал функционирует при финансовой поддержке Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций.

Ферменты мучных вредителей помогают расщеплять глютен

Татьяна Зимина

Бывает, что при долгом хранении в банке с мукой или манной крупой заводятся небольшие чёрные жучки. Заражённый вредителями продукт приобретает неприятный запах, становится несъедобным, и испорченные запасы приходится по-просту выбрасывать. Но, оказывается, эти жучки и их личинки, мучные черви, могут стать источником лекарства для людей, больных целиакией. Так называется непереносимость глютена, белка, содержащегося в злаках. Глютен присутствует в хлебе и любых изделиях из пшеничной, овсяной, ячменной и ржаной муки, в макаронах и манной крупе. В небольших количествах глютен может обнаруживаться в колбасах и сосисках, мясных и рыбных консервах, шоколаде, мороженом, майонезе, различных соусах, растворимом кофе и порошке какао, продуктах из сои.

Целиакия считается аутоиммунным заболеванием, обусловлена генетически и связана с недостатком ферментов, расщепляющих глютен. В процессе пищеварения растительный белок расщепляется не полностью — до пептидов, устойчивых к дальнейшему метаболизму (протеолизу). Такие пептиды могут оказывать токсичное действие на слизистую кишечника, вызывая её хроническое воспаление и нарушая всасываемость питательных веществ. Это ведёт к недостатку в организме витаминов и белков и нарушениям минерального обмена, что в свою очередь влечёт за собой развитие различных недугов.

Сегодня лекарств против целиакии нет, единственное спасение — в диете, то есть исключении из рациона питания продуктов, содержащих глютен. Строгое соблюдение такой диеты снижает качество жизни человека, ведь она сильно ограничивает выбор продуктов питания, её трудно бывает поддерживать на работе или в социальной среде. Кроме того, у некоторых людей, несмотря на соблюдение диеты, симптомы недуга сохраняются из-за высокой чувствительности даже к следам глютена. Порою, чтобы снять воспаление слизистой оболочки тонкого кишечника, пациентам приходится назначать гормональные препараты, вводить препараты железа, фолиевой кислоты, кальций, витамины, солевые растворы.

Возможным выходом может стать терапия ферментами (они же — энзимы), а именно, приём пептидаз и глютеназ — катализаторов реакции расщепления пептидных связей вредных белков и их токсичных пептидов. В ходе этого расщепления образуются безопасные аминокислоты. Белки глютена и образующиеся из них в ходе пищеварения опасные пептиды богаты пролином и глутамином, которые и обеспечивает устойчивость содержащих их белков к расщеплению. Но в природе есть особые ферменты — пептидазы и глютеназы, с их помощью и осуществляется деградация (гидролиз) белков, содержащих пролин и глутамин.

Но при чём же тут вредитель Tenebrio molitor, он же — большой мучной хрущак, и его личинки — жёлтые мучные черви? Оказывается, пищеварительные пептидазы жёлтого мучного червя способны эффективно расщеплять злаковые белки и их токсичные пептиды . Это обнаружили с отрудники кафедры химии природных соединений химического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова с коллегами из НИИ физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского МГУ. Они изучили особенности белков злаков и оценили способность пептидаз и глютеназ, выделенных из разных источников, эффективно расщеплять пролин и глутамин.

Из экстракта средней кишки личинок T. molitor химики МГУ выделили две пептидазы, способные расщеплять пролин. Кроме того, они получили данные, что одна из пептидаз (ДПП-4) насекомого-вредителя способна гидролизовать другое токсичное вещество, входящее в состав глютена, — глиадин более эффективно, чем ДПП-4 человека. Ещё одну пептидазу (пролидазу) большого мучного хрущака предложили в качестве фермента для конечных стадий переваривания глиадина.

Исследователи отметили, что эффективность использования отдельных ферментов насекомого невысока, поскольку большинство из них не могут обеспечить полное расщепление глиадинов. Однако расщепление может быть более эффективным, если использовать комбинации пищеварительных ферментов T. molitor. В то же время на сегодняшний день результаты исследований свидетельствует о том, что одной ферментной терапии недостаточно для лечения целиакии. Такая терапия, вероятно, не способна нейтрализовать большое количество глютена, присутствующего в среднем в рационе человека. Однако на фоне безглютеновой диеты она может уменьшить нежелательные явления, возникающие при непреднамеренном упо-треблении небольших количеств глютена.

Химики МГУ отмечают, что ещё на многие вопросы, связанные с эффективным использованием ферментов для снижения токсического действия иммуногенных пептидов, ответа нет, что требует дополнительных исследований. Кроме того, чтобы сделать окончательный вывод об эффективности терапевтического использования пептидаз и глютеназ, необходимы серьёзные клинические испытания.

В дальнейшей работе университетские исследователи надеются создать реальный препарат для терапии целиакии на основе обнаруженных и изученных пищеварительных ферментов насекомых-вредителей.

По информации пресс-службы МГУ им. М. В. Ломоносова.

Другие статьи из рубрики «Вести из лабораторий»

Портал журнала «Наука и жизнь» использует файлы cookie. Продолжая пользоваться порталом, вы соглашаетесь с хранением и использованием порталом и партнёрскими сайтами файлов cookie на вашем устройстве. Подробнее