Darmbakterium: Neue Synthase produziert D-Aminosäuren für Gehirn

Wissenschaftliche Untersuchungen im Bereich der Mikrobiologie und Ernährungswissenschaft geben neue Einblicke in die Stoffwechselprozesse des menschlichen Mikrobioms.

Im Zentrum einer Kooperation zwischen der Akita Prefectural University und dem japanischen Molkereiunternehmen Megmilk Snow Brand steht das Darmbakterium Phocaeicola dorei, dessen Fähigkeit zur Produktion spezifischer D-Aminosäuren detailliert analysiert wurde.

Die Ergebnisse dieser Zusammenarbeit zeigen, dass das Bakterium eine wesentliche Rolle bei der Bereitstellung von D-Alanin und D-Serin im menschlichen Verdauungstrakt spielen könnte.

Identifikation neuartiger Synthesewege

Ein zentraler Aspekt der Forschungsarbeit ist die Entdeckung einer bisher unbekannten enzymatischen Struktur. Die Forscher der Akita Prefectural University und von Megmilk Snow Brand identifizierten in Phocaeicola dorei (Stamm JCM 13471T) eine sogenannte chimäre D-Aminosäure-Synthase. Dieses Enzym, das als MurF'-Alr bezeichnet wird, weist eine neuartige Struktur einer Alanin-Racemase auf.

Die Identifizierung dieses Enzyms ist für das Verständnis der bakteriellen Physiologie von Bedeutung, da es erklärt, wie bestimmte Mikroorganismen im Darm Aminosäuren in einer speziellen molekularen Spiegelform, den D-Aminosäuren, synthetisieren. Während L-Aminosäuren als Standardbausteine von Proteinen bekannt sind, rücken D-Aminosäuren aufgrund ihrer potenziellen physiologischen Funktionen zunehmend in den Fokus der Forschung.

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Quantitative Analyse der Aminosäure-Produktion

Die im Rahmen der Studie durchgeführten Kultivierungsexperimente lieferten konkrete Daten zur Produktionsleistung von Phocaeicola dorei. Den Berichten zufolge konnte im verwendetem Kulturmedium eine Konzentration von etwa 150 µM D-Alanin nachgewiesen werden. Die Produktion von D-Serin lag bei ca. 40 µM.

Diese Werte verdeutlichen die Kapazität des Bakteriums zur Synthese dieser Stoffe. Im Vergleich zu den ursprünglichen Ausgangswerten der Kultivierung beobachteten die Wissenschaftler eine signifikante Steigerung der Ausbeute: Die Produktion von D-Alanin erhöhte sich um etwa das Zweifache, während bei D-Serin eine etwa dreifache Steigerung im Vergleich zu den Basiswerten dokumentiert wurde. Diese Ergebnisse unterstreichen die Effizienz des neu entdeckten Synthesewegs unter kontrollierten Bedingungen.

Einordnung in den wissenschaftlichen Kontext

Die detaillierten Ergebnisse dieser Untersuchung wurden bereits im Sommer 2026 der Fachöffentlichkeit zugänglich gemacht. Eine erste Veröffentlichung der Studie erfolgte am 27. Juli 2026 in der Fachzeitschrift BMC Microbiology (unter der DOI: 10.1186/s12866-026-05424-7). Die Publikation dokumentiert die methodische Herangehensweise und die biochemische Charakterisierung der entdeckten Synthase.

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Dass ein namhafter Akteur der Lebensmittelindustrie wie Megmilk Snow Brand an dieser Grundlagenforschung beteiligt ist, deutet auf ein potenzielles Interesse an der Anwendung dieser Erkenntnisse hin. D-Aminosäuren werden in Fachkreisen unter anderem im Zusammenhang mit der Darmgesundheit und regulatorischen Prozessen im menschlichen Körper diskutiert.

Die Identifizierung spezifischer Bakterienstämme, die diese Stoffe produzieren, könnte künftig als Basis für die Entwicklung funktionaler Lebensmittel oder neuer Ansätze in der Ernährungsphysiologie dienen.

Zusammenfassend markiert die Entdeckung der MurF'-Alr-Synthase in Phocaeicola dorei einen Fortschritt in der Entschlüsselung mikrobieller Prozesse. Die Zusammenarbeit zwischen akademischer Forschung und industrieller Entwicklung bestätigt hierbei die Relevanz von D-Aminosäuren als Stoffwechselprodukte im menschlichen Darm.

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