Život na Zemi používá pro molekulární architekturu bílkovin výhradně L-aminokyseliny. D-aminokyseliny jsou chirální formou L-aminokyselin a je známo, že fungují v neribosomální fyziologii. Ačkoli všechny proteinogenní aminokyseliny s výjimkou glycinu mají chirální formy, zdá se, že život si v biologických procesech vybírá jeden z enantiomerů. Ze všech domén života mají bakterie největší schopnost využívat D-aminokyseliny. Bylo popsáno, že bakterie syntetizují více než 10 druhů D-aminokyselin, nejčastěji D-alanin a D-glutamát pro síťování v peptidoglykanové buněčné stěně. Buněčné stěny jiných organismů, jako jsou archea nebo rostliny/houby, však nejsou tvořeny D-aminokyselinami.
Mimo to, extracelulární D-aminokyseliny uvolňované z bakterií regulují remodelaci bakteriální buněčné stěny a předpokládá se, že fungují při komunikaci mezi bakteriemi, aby se přizpůsobily měnícímu se prostředí. Kromě strukturní funkce v bakteriální buněčné stěně jsou D-aminokyseliny spojovány s růstovou zdatností a s procesy, jako je vývoj biofilmu, klíčení spor a signalizace.
Bakterie vyvíjejí jedinečné metabolické cesty pro více D-aminokyselin, například racemizaci nebo epimerizaci aminokyselin. Proto lze řadu D-aminokyselin v přírodě považovat za molekuly pocházející z bakterií a byly zaměřeny na vývoj nových antibiotik nebo markerů specifických pro bakterie.
V poslední době se upozorňuje na D-aminokyseliny na rozhraní mezi bakteriemi a savci, například ve střevech savců. Zdá se, že savci rozpoznávají bakterie prostřednictvím metabolismu bakteriálních D-aminokyselin na rozhraní a modulují vrozený imunitní systém. Navíc bylo zjištěno, že D-aminokyselina produkovaná probiotickými bakteriemi modifikuje imunitní toleranci a zmírňuje alergický zánět v dýchacích cestách savců.
Téma výzkumu se zaměřuje na jakýkoli aspekt mikrobiálních D-aminokyselin, včetně biochemie enzymů, metabolismu, bakteriální fyziologie, vývoje léčiv/značek, mikrobiomu, interakce mezi hostitelem a mikrobem a fyziologie savců. Kromě toho jsme otevřeni i potravinářským vědám zaměřeným na D-aminokyseliny vytvářené např. fermentací mikroorganismem. Vítáme příspěvky původních výzkumných článků i přehledů.
Klíčová slova: D-aminokyseliny, metabolismus, buněčná stěna, peptidoglykan, interakce mezi hostitelem a mikrobem
Důležité upozornění: Všechny příspěvky k tomuto výzkumnému tématu musí spadat do působnosti sekce a časopisu, do kterého jsou zasílány, jak je definováno v jejich poslání. Časopis Frontiers si vyhrazuje právo nasměrovat rukopis vymykající se rozsahu do vhodnější sekce nebo časopisu v kterékoli fázi recenzního řízení.