About using transglutaminase enzyme in the food industry

В последние годы в Российской Федерации (РФ) появились сообщения об использовании в пищевой промышленности технологического вспомогательного средства (ТВС) - ферментного препарата на основе микробиальной трансглютаминазы (мТГ), который не входит в перечень разрешенных для использования в пищевой промышленности Евразийского экономического союза (ЕАЭС). Анализ данных показал, что используемые в настоящее время в пищевой промышленности штаммы-продуценты мТГ - Streptomyces mobaraensis DSM40587 и Streptomyces mobaraensis S-8112 - наряду с этим ферментом могут синтезировать антибиотики блеомицин, детоксин, пиерицидин А, а также ферменты антибиотикоустойчивости, такие как пенициллин ацилазу, бета-лактамазу, что служит развитию антибиотикоустойчивости у микроорганизмов. При поступлении в желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) в составе пищевой продукции мТГ может вызывать изменение структуры белков слизистой оболочки кишечника. Под влиянием мТГ увеличивается проницаемость стенки кишечника, происходит активация иммунного ответа, увеличивается антигенная нагрузка иммунной системы, происходит нарушение связи ДНК с гистонами. Показано, что мТГ может явиться причиной увеличения частоты проявления симптомов целиакии у гипосимптомных с неустановленным диагнозом генетически восприимчивых лиц, нарушения адгезии белков при формировании синдрома Альцгеймера, аллергии, а также нарушений иммунного статуса организма и микробиоценоза кишечника. Данный фермент является привлекательным для производителей в связи с высокой эффективностью применения мТГ в технологическом процессе производства пищевой продукции из некачественного и некондиционного сырья, что обуславливает значимые экономические выгоды и возможность отказа от использования пищевых добавок. Последнее позволяет формировать у потребителя представление о высоком качестве вырабатываемой пищевой продукции. В связи с установленными рисками здоровью населения при использовании мТГ, отсутствием разрешения на ее использование в пищевой промышленности ЕАЭС, возможностью применения этого фермента в целях введения в заблуждение потребителей считаем необходимым проведение дополнительных оценок рисков здоровью и введение обязательного мониторинга на наличие остаточной активности этого фермента в пищевой продукции. In recent years, in the Russian Federation (RF), there have been reports about use in the food industry of processing aid (PA) - an enzyme preparation based on microbial transglutaminase (mTG), which is not included in the list of permitted for use in the food industry of the Eurasian Economic Union (EAEU). Analysis of the data showed that the currently used in the food industry strains-producer of mTG - Streptomyces mobaraensis DSM40587 and Streptomyces mobaraensis S-8112, along with this enzyme, have been synthesizing antibiotics bleomycin, detoxin, piericidin A, as well as such enzymes - penicillin acylases, beta-lactamazes, which could be reasons of antibioticoresistance of microorganisms. mTG when introduced into the gastrointestinal tract as part of food, could change the structure of proteins in the intestinal mucosa. Under the influence of mTG have increased intestinal permeability, immune system antigenic load, have been promoted the immune response, have been intensifying connection between DNA and histones. It has been shown that mTG could cause an increase the frequency of detection of celiac disease in hyposymptomatic / with an undetermined diagnosis of genetically susceptible individuals, impaired protein adhesion during the formation of Alzheimer's syndrome, allergies, as well as impaired of immune status and gut's microbiosis. This enzyme is attractive to manufacturers due to the high efficiency of the use of mTG in the technological process of food production from low-quality and substandard raw materials, which leads to significant economic benefits and the possibility of abandoning the use of food additives. The latter fact allows the consumer to form an idea of the high quality of the produced food. In connection with the established risks mTG for public health, lack of permission for its use in the food industry of the EAEU and the possibility of using this enzyme in order to mislead consumers, we consider it necessary to carry out additional health risk assessments and introduce mandatory monitoring for the presence of residual activity of this enzyme in food.

Targeting active site residues and structural anchoring positions in terpene synthases

The sesterterpene synthase SmTS1 from Streptomyces mobaraensis contains several unusual residues in positions that are otherwise highly conserved. Site-directed mutagenesis experiments for these residues are reported that showed different effects, resulting in some cases in an improved catalytic activity, but in other cases in a loss of enzyme function. For other enzyme variants a functional switch was observed, turning SmTS1 from a sesterterpene into a diterpene synthase. This article gives rational explanations for these findings that may generally allow for protein engineering of other terpene synthases to improve their catalytic efficiency or to change their functions.

On the mass spectrometric fragmentations of the bacterial sesterterpenes sestermobaraenes A–C

A 13C-labelling was introduced into each individual carbon of the recently discovered sestermobaraenes by the enzymatic conversion of the correspondingly 13C-labelled isoprenyl diphosphate precursors with the sestermobaraene synthase from Streptomyces mobaraensis. The main compounds sestermobaraenes A, B, and C were analysed by gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS), allowing for a deep mechanistic investigation of the electron impact mass spectrometry (EIMS) fragmentation reactions of these sesterterpene hydrocarbons.