Lait 85 (2005) 125-133
DOI: 10.1051/lait:2005004

Glycosyl hydrolases from Bifidobacterium adolescentis DSM20083. An overview

Lambertus A.M. Van den Broek, Sandra W.A. Hinz, Gerrit Beldman, Chantal H.L. Doeswijk-Voragen, Jean-Paul Vincken and Alphons G.J. Voragen

Laboratory of Food Chemistry, Wageningen University, PO Box 8129, 6700 EV Wageningen, The Netherlands

Abstract - It is claimed that bifidobacteria have several health-promoting effects. To increase the amount of bifidobacteria in the colon the concept of probiotics and/or prebiotics can be applied. Bifidobacterium adolescentis is one of the main species of bifidobacteria in the gastro-intestinal tract of human adults. B. adolescentis is able to degrade a wide range of oligosaccharides and a number of glycosyl hydrolases have been characterized in detail. The hydrolytic activity of the glycosyl hydrolases from B. adolescentis toward prebiotics like arabinoxylan-oligosaccharides, isomalto-oligosaccharides, arabinogalactan, and sucrose-based oligosaccharides (raffinose, stachyose, and fructo-oligosaccharides) is reviewed. Alternatively, some of these glycosyl hydrolases are able to catalyze transglycosylation, which allows them to elongate oligosaccharides and to prepare potentially prebiotic oligosaccharides. Such oligosaccharides might be used to influence the microbial composition in the more distal parts of the colon. In nature, not all enzyme-substrate encounters are transglycosylating. So, the hydrolytic activity of the enzyme makes the oligosaccharide elongation less efficient than desired. Site-directed mutagenesis was applied to improve the transglycosylation reaction of the -galactosidase from B. adolescentis.

Résumé - Les glycosyl hydrolases de Bifidobacterium adolescentis DSM20083. Il est affirmé que les bifidobactéries ont des propriétés bénéfiques sur la santé. Pour augmenter la teneur en bifidobactéries au niveau du colon, le concept de probiotiques et/ou prébiotiques peut être appliqué. Bifidobacterium adolescentis est l'une des principales espèces de bifidobactéries dans le tractus gastro-intestinal des adultes. Certaines des glycosyl hydrolases de B. adolescentis ont été caractérisées en détail et elles semblent dégrader un large éventail d'oligosaccharides. L'activité d'hydrolyse des glycosyl hydrolases de B. adolescentis envers des prébiotiques tels que les arabino-xylanes, isomalto-oligosaccharides, arabino-galactanes et les oligosaccharides contenant du saccharose (raffinose, stachyose et fructo-oligosaccharides) est passée en revue. De plus, certaines de ces glycosyl hydrolases peuvent être utilisées pour préparer des oligosaccharides prébiotiques potentiels par transglycosylation, ce qui permet d'allonger les oligosaccharides. De tels oligosaccharides peuvent être utilisés pour influencer la composition microbienne au niveau des parties plus distales du colon. Les produits de rencontre enzymes-substrates ne sont pas tous transglycosylés naturellement et l'activité d'hydrolyse de l'enzyme entraîne une élongation de l'oligosaccharide moindre que celle désirée. La mutagenèse dirigée a été appliquée pour améliorer la réaction de transglycosylation de l'-galactosidase de B. adolescentis.

Key words: Bifidobacterium / prebiotic / glycosyl hydrolase / transglycosylation / site-directed mutagenesis

Mots clés : Bifidobacterium / prébiotique / glycosyl hydrolases / transglycosylation / mutagenèse dirigée

Corresponding author: Alphons G.J. Voragen Fons.Voragen@wur.nl

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