Bakgrunn
Tarmmikrober spille en avgjørende rolle i opprettholdelsen av menneskers helse. Komponenter i kostholdet til verten påvirker stoffskiftet og mangfoldet. Her undersøkte vi innflytelsen fra tre ofte brukte ikke-kalori kunstige søtningsmidler-aspartam, acesulfam K og sukralose på vekst og metabolisme av en allestedsnærværende tarmmikrobe Escherichia coli K-12. Metoder: Vekst av E. coli i nærvær av aspartam, acesulfam K og sukralose i media ble vurdert og påvirkningen av disse kunstige søtningsmidlene på stoffskiftet ble undersøkt ved relativ ekspresjonsanalyse av gener som koder for hastighetsbegrensende trinn av viktige metabolske veier, deres globale metabolomiske profiler. Resultater: Som helhet ble E. coli-vekst hemmet av aspartam og indusert av acesulfamkalium, mens effekten av sukralose på veksten var mindre fremtredende. Selv om uttrykkene til flere nøkkelenzymer som regulerer viktige metabolske veier, ble betydelig endret av alle de tre søtningsstoffene, forårsaket acesulfam K de mest bemerkelsesverdige endringene i denne forbindelse. I multivariat analyse med metabolittprofilene grupperte de sukralosebehandlede cellene nærmest de ubehandlede cellene, mens acesulfam-kaliumbehandlede celler var de fjerneste. Disse søtningsmidlene påvirker flere metabolske veier i E. coli, som inkluderer propanoat, fosfonat, fosfat og fettsyremetabolisme, pentosefosfatvei og biosyntese av flere aminosyrer inkludert lysin og de aromatiske aminosyrene. I likhet med genuttrykkingsmønsteret, viste acesulfam kaliumbehandlet E. coli det største avviket i metabolittprofilene sammenlignet med de ubehandlede cellene.