Трегалоза - важный метаболит пропионовокислых бактерий Propionibacteriun ssp.

Трегалоза – важный метаболит классических пропионовокислых бактерий

Применение трегалозы в пищевой промышленности, косметологии и медицине

Биомасса классических пропионовокислых бактерий Propionibacterium ѕрр. является источником многих полезных веществ (метаболитов), таких как витамины группы В (особенно В12), органические кислоты (пропионовая и уксусная), бактериоцины, аминокислоты, экзополисахариды, антиоксидантные ферменты, антимутагенные вещества и т.д. ПКБ также индуцируют синтез разных цитокинов и являются продуцентами ростовых бифидогенных стимуляторов (РБС). Также одним из практически значимых метаболитов является трегалоза (Trehalose).

Трегалоза представляет собой дисахарид, образованный α-1,1-гликозидной связью между двумя молекулами α-глюкозы. Трегалоза или микоза - это органическое соединение, углевод из группы невосстанавливающих дисахаридов.

Стоит отметить, что трегалоза широко используется за рубежом. В частности, в США трегалозе присвоен статус GRAS (Generally recognized as safe) – «в целом признаны безопасными» - обозначение что химикат или вещество освобождены от обычных федеральных требований (США) к допускам, применяемым к пищевым добавкам, лекарствам и косметическим средствам. Там дисахарид Trehalose широко используется в пищевых продуктах, косметике, фармацевтической промышленности, а также в медицине.

Трегалоза накапливается в клетках пропионовокислых бактерий в ответ на осмотические, окислительные, кислотные и термические нагрузки. Это явно предполагает защитную функцию этого сахара от вышеупомянутых факторов. Во время условий стресса, как повышенная осмолярность, trehalose ответственна за поддержание упругости клетки.

Промышленное производство трегалозы в основном осуществляется путем ферментативной конверсии. Хотя ферментативные методы эффективны, использование бактерий и промышленных отходов в производстве трегалозы увеличилось, что может повлиять на себестоимость производства дисахарида трегалозы и, следовательно, ее рыночную цену.

Трегалоза в пищевой промышленности

В пищевой промышленности трегалоза в основном используется в качестве подсластителя и в качестве загустителя (наполнителя); она маскирует неприятные запахи и защищает крахмал, липиды и протеины от оксидативного повреждения, теплового или холодного повреждения. Трегалоза добавляется, например, в сушеные овощи и фрукты, чтобы сохранить их аромат и органолептические характеристики. Также, трегалоза используется в качестве криопротекора при производстве заквасочных культур микроорганизмов, используемых для ферментации молочных и др. пищевых продуктов, (т.е. при криокосервации: замораживании или замораживании с дальнейшей сублимационной сушкой → для защиты живых клеток от формирования внутриклеточного льда и обезвоживания).

Трегалоза в офтальмологии

Трегалоза является компонентом офтальмологического раствора под названием «Теалоз» (thealoz ® капли), используемого для лечения сухости в глазуь (способствующего увлажнению глаз). Трегалоза защищает роговичные эпителиальные клетки от обезвоживания и денатурализации ткани.

ТРЕГАЛОЗА - БУДУЩЕЕ В ГЕРОНТОЛОГИИ И КОСМЕТОЛОГИИ

Трегалоза в косметике и парфюмерии

Дополнительным преимуществом trehalose является тот факт, что она демонстрирует идеальную стабильность во время обработки, а также устойчивость к температурным стрессам и высокой осмолярности. Благодаря защитному действию трегалозы на липосомы, белки и липиды кожи, она используется в процессе приготовления увлажняющих косметических мазей.

Исследование показало, что 2% раствор трегалозы может уменьшить неприятные запахи, испускаемые кожей человека, до 70% (ингибирует разложение ненасыщенных жирных кислот и некоторых альдегидов). Таким образом, трегалоза находит применение в дезодорантах, духах и антиперспирантах.

Трегалоза вызывает аутофагию (важный механизм продления жизни)

Лауреат Нобелевской премии в области медицины и физиологии Ёсинори Осуми в 2016 году получил премию за описание механизма аутофагии (процесс, когда лизосомы (внутренние органоиды клеток) нашего организма переваривают внутриклеточный мусор). Благодаря аутофагии клетка очищается от мусора. А нарушения в процессах аутофагии приводят к болезни Паркинсона, диабету и даже к раку. Аутофагия - один из механизмов, благодаря которому снижение ИФР-1 (Инсулиноподобный фактор роста 1) до оптимального с помощью коротких циклов голода сильно продлевают жизнь многим животным и людям.

Трегалоза мощно активизирует аутофагию через mTOR независимый путь. Обычно аутофагия индуцируется через снижение активности гена mTOR. Но существуют и альтернативные пути. И вот трегалоза — стимулирует аутофагию через увеличение уровня белка LC3-II, который участвует в процессах аутофагии. Также трегалоза стимулирует синтез шаперонов (белки теплового шока), повышая стрессоустойчивость.

Хранение вакцин и др. биоматериалов

Кроме того, трегалоза используется в производстве растворов, используемых при криоконсервировании стволовых клеток и хранении органов и тканей, предназначенных для трансплантации. Кроме того, она увеличивает срок годности при хранении вакцин и антител, включая хранение рестриктивных энзимов и полимеразы ДНК при комнатной температуре.

Трегалоза и плотность костей

По данным различных исследований, употребление пищи, содержащей трегалозу влияет на повышение метаболизма костной ткани и предотвращает развитие остеопороза - применение трегалозы может подавлять дифференцировку остеокластов, что важно для укрепления костей.

Защита от инактивации терапевтических белков

Так называемые терапевтические белки и полипептиды используются при лечении многочисленных заболеваний (например, артрит, анемия, диабет и рак). Их тонкая структура делает их очень восприимчивыми к действию протеолитических ферментов, химической и физической деградации или агрегации в жидкостях организма, все это влияет на потерю биологической активности молекулы. Исследование было проведено на гидрогелевых белковых носителях, скрещенных с трегалозой. Учитывая свои биопротекторные свойства, при высвобождении трегалоза способна создавать микроокружение, предотвращающее инактивацию белков и терапевтических полипептидов, секретируемых наряду с трегалозой.

Трегалоза и нейродегенеративные заболевания

Трегалоза и нейродегенеративные заболевания

Трегалоза хорошо проникает через гематоэнцефалический барьер и попадает в мозг. С возрастом мозг человека стареет, возникают различные нейродегенеративные заболевания. Во время развития таких заболеваний нарушается структура белков, накапливаются неправильно свёрнутые белки, нарушается процесс аутофагии.

Были предприняты попытки использовать трегалозу при лечении нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона или болезнь Гентингтона. Атипичная агрегация и фиксация отдельных белков происходит у пациентов с любым из вышеперечисленных заболеваний. Изучение продемонстрировало, что трегалоза уменьшает такие влияния и блокирует образование нейротоксических амилоидов (neurotoxic amyloids).

Источник:

Propionibacterium spp. - source of propionic acid, vitamin B12, and other metabolites important for the industry

Дополнительные источники:

См. также:

Пропионовокислые бактерии и конъюгированная линолевая кислота

Пропионовокислые бактерии и нейтрализация лектинов

Будьте здоровы!

ССЫЛКИ К РАЗДЕЛУ О ПРЕПАРАТАХ ПРОБИОТИКАХ