0501 Comparative genomics of Lactobacillus brevis uncovers its common capability for efficiently synthesizing neuroactive γ-aminobutyric acid
Notice bibliographique
Résumé
γ-Aminobutyric acid (GABA) is the chief inhibitory neurotransmitter in mammalian central nervous system and has shown anti-hypertensive and anti-depressant activities to the host after oral administration. However, its content in natural animal and plant products is too low to deliver benefits to human. Thus, GABA synthesized by food-grade bacteria such as Lactobacillus and Bifidobacterium is an important source and its producers could be used for manufacturing GABA-rich fermented dairy foods. Many GABA-producing Lactobacillus and Bifidobacterium strains have been isolated and characterized in the last decade and have shown strain-specific capability in the synthesis of GABA. Among these GABA producers, Lactobacillus brevis seems to be the most common cell factory for synthesizing GABA. In this study, comparative genomic approach was used to identify which LAB species have the common ability to produce high amount of GABA and to identify the essential genetic elements for GABA production. It was found that gene encoding glutamic acid decarboxylase (GAD) and an intact gad operon were present in all the sequenced strains of L. brevis at the species level, but not all the strains of other Lactobacillus and Bifidobacterium species possess an intact gad operon including a regulator gadR, a gadA- or gadB-encoding GAD, and an antiporter gadC. This suggests the common capability of L. brevis to synthesize GABA. Moreover, enzyme assay for two GADs from L. brevis indicated that both enzymes are functional with high activities. Carbohydrate utilization by model strain Lb. brevis NPS-QW-145 generated different lactic acid production, which showed strong positive correlation with its GABA yields suggesting that intracellular lactic acid production triggers its GABA biosynthesis, which was also evidenced by the intracellular pH level of the cells. Moreover, among all of acid resistance (AR) pathways in Lb. brevis, GAD pathway contributed to late acid resistance whereas tyrosine decarboxylation (TDC) and arginine deimination (ADI) pathways were activated during lag and log phases, which were confirmed by transcriptional profiles and concentrations of the end metabolites of each AR. The present study highlights the common capability of Lb. brevis for highly efficient biosynthesis of GABA.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».