Wprowadzenie
Drobnoustroje jelitowe odgrywają kluczową rolę w utrzymaniu zdrowia ludzkiego. Składniki diety żywiciela wpływają na ich metabolizm i różnorodność. Tutaj zbadaliśmy wpływ trzech powszechnie stosowanych bezkalorycznych sztucznych słodzików – aspartamu, acesulfamu K i sukralozy – na wzrost i metabolizm wszechobecnego drobnoustroju jelitowego Escherichia coli K-12. Metody: Oceniono wzrost E. coli w obecności aspartamu, acesulfamu K i sukralozy w pożywkach oraz zbadano wpływ tych sztucznych słodzików na metabolizm poprzez względną analizę ekspresji genów kodujących etapy ograniczające szybkość ważnych szlaków metabolicznych, a także ich globalne profile metabolomiczne. Wyniki: Ogólnie wzrost E. coli był hamowany przez aspartam i indukowany przez acesulfam potasowy, podczas gdy wpływ sukralozy na wzrost był mniej wyraźny. Chociaż ekspresja wielu kluczowych enzymów, które regulują ważne szlaki metaboliczne, została znacząco zmieniona przez wszystkie trzy substancje słodzące, acesulfam K spowodował najbardziej znaczące zmiany w tym względzie. W analizie wieloczynnikowej z profilami metabolitów, komórki traktowane sukralozą skupiały się najbliżej komórek nietraktowanych, podczas gdy komórki traktowane acesulfamem potasowym były najbardziej oddalone. Te substancje słodzące wpływają na wiele szlaków metabolicznych E. coli, które obejmują metabolizm propionianów, fosfonianów, fosfinianów i kwasów tłuszczowych, szlak pentozofosforanowy i biosyntezę kilku aminokwasów, w tym lizyny i aminokwasów aromatycznych. Podobnie do wzorca ekspresji genów, szczepy E. coli traktowane acesulfamem potasu wykazały największe odchylenie w profilu ich metabolitów w porównaniu z komórkami nietraktowanymi.