The human microbiome encodes resistance to the antidiabetic drug acarbose.
The human microbiome encodes resistance to the antidiabetic drug acarbose.
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DOI：
10.1038/s41586-021-04091-0
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发表时间：
2021-12
期刊：
影响因子：
64.8
通讯作者：
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
人类微生物组编码大量的生化酶和途径，其中大部分仍未被表征。在这里，使用基于宏基因组学的搜索策略，我们发现人类肠道和口腔微生物组的细菌成员编码酶，选择性地磷酸化临床使用的抗糖尿病药物阿卡波糖，导致其失活。阿卡波糖是人类和细菌α-葡萄糖苷酶的抑制剂，限制了目标生物代谢复杂碳水化合物的能力。通过生化分析、x射线晶体学和宏基因组学分析，我们发现微生物组衍生的阿卡波糖激酶对阿卡波糖具有特异性，为它们的宿主生物体提供了对抗阿卡波糖活性的保护优势，并且在西方和非西方人群的微生物组中广泛存在。这些结果提供了微生物组对非抗生素药物广泛耐药的一个例子，并表明阿卡波糖耐药已在人类微生物组中传播，作为一种防御策略，以对抗一种密切相关分子的潜在内源性生产者。
The human microbiome encodes a large repertoire of biochemical enzymes and pathways, most of which remain uncharacterized. Here, using a metagenomics-based search strategy, we discovered that bacterial members of the human gut and oral microbiome encode enzymes that selectively phosphorylate a clinically used antidiabetic drug, acarbose, resulting in its inactivation. Acarbose is an inhibitor of both human and bacterial α-glucosidases, limiting the ability of the target organism to metabolize complex carbohydrates. Using biochemical assays, X-ray crystallography and metagenomic analyses, we show that microbiome-derived acarbose kinases are specific for acarbose, provide their harbouring organism with a protective advantage against the activity of acarbose, and are widespread in the microbiomes of western and non-western human populations. These results provide an example of widespread microbiome resistance to a non-antibiotic drug, and suggest that acarbose resistance has disseminated in the human microbiome as a defensive strategy against a potential endogenous producer of a closely related molecule.
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影响因子：
6.4
作者：
Jorth P;Turner KH;Gumus P;Nizam N;Buduneli N;Whiteley M
通讯作者：
Whiteley M
影响因子：
48
作者：
Langmead, Ben;Salzberg, Steven L.
通讯作者：
Salzberg, Steven L.
影响因子：
14.9
作者：
Chen IA;Chu K;Palaniappan K;Pillay M;Ratner A;Huang J;Huntemann M;Varghese N;White JR;Seshadri R;Smirnova T;Kirton E;Jungbluth SP;Woyke T;Eloe-Fadrosh EA;Ivanova NN;Kyrpides NC
通讯作者：
Kyrpides NC
DOI：
10.1107/s0907444904019158
发表时间：
2004-12-01
影响因子：
2.2
作者：
Emsley, P;Cowtan, K
通讯作者：
Cowtan, K
影响因子：
4.4
作者：
Leimena MM;Ramiro-Garcia J;Davids M;van den Bogert B;Smidt H;Smid EJ;Boekhorst J;Zoetendal EG;Schaap PJ;Kleerebezem M
通讯作者：
Kleerebezem M