Het leven op aarde gebruikt uitsluitend L-aminozuren voor de moleculaire architectuur van eiwitten. D-aminozuren zijn chirale vormen van L-aminozuren en zijn bekend om hun functie in de niet-ribosomale fysiologie. Hoewel alle proteinogene aminozuren, behalve glycine, een chirale vorm hebben, lijkt het leven bij biologische processen een van de enantiomeren te kiezen. Van alle levensvormen hebben bacteriën de grootste capaciteit om D-aminozuren te gebruiken. Van bacteriën is bekend dat zij meer dan 10 soorten D-aminozuren synthetiseren, meestal D-alanine en D-glutamaat voor crosslinking binnen de peptidoglycaan celwand. Maar de celwanden van ander leven, zoals archaea of planten/fungi in eukaryote, zijn niet samengesteld met D-aminozuren.
Daarnaast reguleren extracellulaire D-aminozuren die vrijkomen uit bacteriën de hermodellering van de bacteriële celwand en worden verondersteld te functioneren in de communicatie tussen bacteriën om zich aan te passen aan een veranderende omgeving. Naast de structurele functie in de bacteriële celwand, zijn D-aminozuren in verband gebracht met groeifitness en met processen zoals biofilmontwikkeling, sporenkieming en signalering.
Bacteriën ontwikkelen unieke metabole routes voor meerdere D-aminozuren, zoals aminozuur racemisatie of epimerisatie. Daarom kan een verscheidenheid van D-aminozuren in de natuur worden beschouwd als moleculen afkomstig van bacteriën en zijn gericht voor de ontwikkeling van nieuwe antibiotica of bacteriespecifieke markers.
Meer recentelijk is de aandacht gevestigd op D-aminozuren in het raakvlak tussen bacteriën en zoogdieren, zoals de darmen van zoogdieren. Zoogdieren blijken bacteriën te herkennen via het metaboliseren van bacteriële D-aminozuren in de interface en moduleren het aangeboren immuunsysteem. Bovendien is een D-aminozuur geproduceerd door probiotische bacteriën geïdentificeerd om immuuntolerantie te wijzigen en allergische ontsteking in de luchtwegen van zoogdieren te verbeteren.
Dit onderzoeksthema richt zich op elk aspect van microbiële D-aminozuren met inbegrip van enzym biochemie, metabolisme, bacteriële fysiologie, geneesmiddel/marker ontwikkeling, microbioom, gastheer-microbe interactie, en zoogdier fysiologie. Verder staan we ook open voor voedingswetenschappen die zich richten op D-aminozuren die bijvoorbeeld ontstaan door fermentatie door micro-organismen. Wij verwelkomen de bijdrage van zowel originele onderzoeksartikelen als recensies.
Trefwoorden:D-aminozuur, metabolisme, celwand, peptidoglycaan, gastheer-microbe interactie
Belangrijke opmerking: Alle bijdragen aan dit onderzoeksthema moeten binnen het bereik vallen van de sectie en het tijdschrift waarbij ze worden ingediend, zoals gedefinieerd in hun taakomschrijving. Frontiers behoudt zich het recht voor om manuscripten die buiten het bestek van de sectie of het tijdschrift vallen, in elk stadium van de peer review naar een geschiktere sectie of tijdschrift te verwijzen.