γ-Butyrobetaine is a proatherogenic intermediate in gut microbial metabolism of L-carnitine to TMAO.
γ-Butyrobetaine is a proatherogenic intermediate in gut microbial metabolism of L-carnitine to TMAO.
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DOI：
10.1016/j.cmet.2014.10.006
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发表时间：
2014-11-04
期刊：
影响因子：
29
通讯作者：
Hazen SL
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Koeth RA;Levison BS;Culley MK;Buffa JA;Wang Z;Gregory JC;Org E;Wu Y;Li L;Smith JD;Tang WHW;DiDonato JA;Lusis AJ;Hazen SL
最近报道，红肉中的营养素L-肉毒碱通过涉及肠道微生物三甲胺（TMA）形成和宿主肝脏转化为三甲胺-N-氧化物（TMAO）的代谢途径加速动脉粥样硬化。在本文中，我们表明，L-肉毒碱摄入后，γ-丁酰甜菜碱（γBB）作为中间代谢产物由肠道微生物在解剖学上接近TMA形成的部位产生，并且其速率比TMA形成的速率高约1000倍。此外，我们表明γBB是小鼠中由膳食L-肉碱形成的主要肠道微生物代谢产物，并且与膳食L-肉碱一样，以肠道微生物群依赖的方式转化为TMA和TMAO，并加速动脉粥样硬化。肠道微生物组成和功能代谢研究揭示了不同的分类群与饮食L-肉碱产生γBB和TMA/TMAO相关。此外，尽管它们的结构非常相似，但长期饮食暴露于L-肉毒碱和γBB会促进功能不同的微生物群落的发育，这些微生物群落分别针对L-肉毒碱和γBB的代谢进行了优化。
L- Carnitine, a nutrient in red meat, was recently reported to accelerate atherosclerosis via a metaorganismal pathway involving gut microbial trimethylamine (TMA) formation and host hepatic conversion into trimethylamine-N-oxide (TMAO). Herein we show that following L-carnitine ingestion, γ-butyrobetaine (γBB) is produced as an intermediary metabolite by gut microbes at a site anatomically proximal to and at a rate ~1000-fold higher than the formation of TMA. Moreover, we show γBB is the major gut microbial metabolite formed from dietary L-carnitine in mice, and like dietary L-carnitine, in a gut microbiota-dependent manner is converted into TMA and TMAO, and accelerates atherosclerosis. Gut microbial composition and functional metabolic studies reveal distinct taxa are associated with the production of γBB versus TMA/TMAO from dietary L-carnitine. Moreover, despite their close structural similarity, chronic dietary exposure to L-carnitine versus γBB promotes development of functionally distinct microbial communities optimized for the metabolism of L-carnitine versus γBB, respectively.
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影响因子：
37.8
作者：
Micha R;Wallace SK;Mozaffarian D
通讯作者：
Mozaffarian D
DOI：
10.1126/science.1198719
发表时间：
2011-05-20
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Muegge BD;Kuczynski J;Knights D;Clemente JC;González A;Fontana L;Henrissat B;Knight R;Gordon JI
通讯作者：
Gordon JI
DOI：
10.1073/pnas.0504978102
发表时间：
2005-08-02
影响因子：
11.1
作者：
Ley, RE;Bäckhed, F;Gordon, JI
通讯作者：
Gordon, JI
影响因子：
37.8
作者：
Bernstein AM;Sun Q;Hu FB;Stampfer MJ;Manson JE;Willett WC
通讯作者：
Willett WC
影响因子：
64.8
作者：
Cho, Ilseung;Yamanishi, Shingo;Cox, Laura;Methe, Barbara A.;Zavadil, Jiri;Li, Kelvin;Gao, Zhan;Mahana, Douglas;Raju, Kartik;Teitler, Isabel;Li, Huilin;Alekseyenko, Alexander V.;Blaser, Martin J.
通讯作者：
Blaser, Martin J.