توصيفگر ها :
باسيلوس مجاونسيس , ليپوپپتيد , كربنات كلسيم , اگزالات كلسيم , روده
چكيده فارسي :
كمبود عنصر كلسيم كه يكي از مهم¬ترين عناصر ضروري براي بدن انسان است، هم¬چنان يكي از چالشهاي مهم در جوامع مدرن است كه به مشكلات سلامتي مانند پوكي استخوان، فشار خون بالا و بيماريهاي غضروفي منجر ميشود. براي مبارزه با مشكلات ناشي از كمبود كلسيم، ابتدا بايد دسترسي زيستي آن در بدن را افزايش داد تا بتواند در دستگاه گوارش جذب شود. به اين منظور، حاملهاي مختلفي از جمله كازئين شير گاو، پروتئين آب پنير، زرده تخممرغ، استخوانهاي ماهي و پوست ميگو مورد بررسي قرار گرفتهاند. با اين حال، حاملهاي كلسيم با منشأ باكتريائي تاكنون بررسي نشدهاند. اين مطالعه با استفاده از ليپوپپتيد حساس به pH توليد شده توسط باسيلوس مجاونسيس، به ساخت يك حامل كلسيم پرداخته و كمپلكسي از مواد خارج سلولي اين باكتري، از جمله ليپوپپتيدها (ELC)و كلسيم ساخته شده است. يكي از اين ELCها سرفكتين است كه ويژگي آنيوني دارد. اين كمپلكس توانائي بالائي در اتصال به نمكهاي كلسيمي، به ويژه كربنات كلسيم و كلريد كلسيم نشان داد. كمپلكس ELC/كربنات كلسيم، حساس به pH بوده و حلاليت كلسيم را در شرايط pH خنثي و قليائي به ميزان قابل توجهي افزايش داد و قابليت دسترسي زيستي كلسيم را نيز در مقايسه با نمك كربنات كلسيم بهبود بخشيد. در اين مطالعه، روش استخراج اهميت بالائي داشت، به طوري كه مواد آنيوني استخراج شده با روش بيرونراني نمكي در مقايسه با مواد آنيوني استخراج شده با استفاده ار حلال، توانائي اتصال به كلسيم بالاتري نشان داد. آناليزهاي ساختاري، توزيع يكنواخت كلسيم در ماتريكسELC را تأييد كرده و افزايش پايداري حرارتي و بار سطحي منفي را نشان داد كه از تجمع ذرات جلوگيري كرده و به پايداري آن در محلولهاي آبي كمك ميكند. علاوه بر اين، ELC از رسوب اگزالات كلسيم در محيطي با شرايط pH مشابه روده جلوگيري كرد، كه نشاندهنده¬ي توانائي بالقوه¬ي آن در كاهش دفع كلسيم در دستگاه گوارش است. از نوآوري¬هاي اين پروژه استفاده از يك پپتيد باكتريائي براي افزايش حلاليت كلسيم است كه مي¬تواند دسترسي زيستي كلسيم را به صورت قابل توجهي افزايش دهد. اين مطالعه نقش اميدواركننده¬ي ليپوپپتيدهاي باكتريائي را به عنوان حاملهاي جديد كلسيم با كاربردهاي بالقوه در غنيسازي مواد غذائي و استفاده به عنوان مكمل كلسيم برجسته ميكند.
علاوه بر اين، در اين پژوهش سه باكتري جداسازي شدند كه مواد آنيوني توليد كرده و احتمالا مواد حاصل از آن¬ها مي-توانند در افزايش دسترسي كلسيم موثر باشند. براي شناسائي اين باكتري¬ها و توانائي آن¬ها به عنوان حامل كلسيم بايد مطالعات بيشتري انجام گيرد.
چكيده انگليسي :
Deficiency of calcium, which is one of the most important essential elements for the human body, is still one of the major challenges in modern societies, leading to health problems such as osteoporosis, high blood pressure, and cartilage diseases. In order to combat the problems caused by calcium deficiency, its bioavailability in the body must first be increased so that it can be absorbed in the digestive system. To increase the bioavailability of calcium, various carriers have been investigated, including cow's milk casein, whey protein, egg yolk, fish bones and, shrimp skin. However, calcium carriers of bacterial origin have not been investigated to this day. This study used a pH-sensitive lipopeptide produced by Bacillus mojavensis to construct a calcium carrier; a complex of extracellular substances of this bacterium, including lipopeptides (ELCs), and calcium was constructed. One of these ELCs was surfactin, which has anionic properties. This complex showed a high ability to bind to calcium salts, especially calcium carbonate and calcium chloride. The ELC/calcium carbonate complex was pH sensitive and significantly increased calcium solubility at neutral and alkaline pH conditions and improved calcium bioavailability compared to calcium carbonate salt. In this study, the extraction method was of great importance, as ELC extracted by salting-out method showed higher calcium binding capacity compared to ELC extracted with solvent. Structural analyses confirmed the uniform distribution of calcium in the ELC matrix and showed increased thermal stability and negative surface charge, which prevented particle aggregation and contributed to its stability in aqueous solutions. In addition, ELC prevented calcium oxalate precipitation in an environment with pH conditions similar to the intestine, indicating its potential ability to reduce calcium excretion in the gastrointestinal tract. One of the innovations of this project is the use of a bacterial peptide to increase calcium solubility, which can significantly increase calcium bioavailability. This study highlights the promising role of bacterial lipopeptides as novel calcium carriers with potential applications in food fortification and use as calcium supplements.
In addition, in this research, three bacteria were isolated that produced anionic substances and their products could potentially be effective in increasing calcium availability. Further studies are needed to identify these bacteria and their potential as calcium carriers.
