Mikrobiyal transglutaminaz

Mikrobiyal transglutaminaz gıda endüstrisinde besin kalitesi, sıcak-soğuğa dayanıklılık, jelleşme, emülsifikasyon, ve su tutma miktarını artırmak ve raf ömrünü uzatmak için kullanılan bir katkı maddesidir; zararsız ve non allerjen kabul edilmektedir. ‘Protein tutkalı’ olarak davranıp protein peptidlerini bir araya getirerek yeni protein kompleksleri oluşturur, katıldıkları besine bütünlük verir, fermente gıdaların fermentasyon sırasında bozulmamalarını sağlar. 

 En sık şarküteri ve işlenmiş et (salam, sucuk, sosis, beykın, jambon, pastırma, hamburger, tavuk nugget, balık nugget/fileto, döner), kazein içeren ürünler, krema, peynir, işlenmiş deniz ürünleri (surimi), paketlenmiş unlu mamuller, GLUTENSİZ (gluten-free) ÜRÜNLER, tofu ve protein tozları yapımında kullanılır. Her zaman içerik/içindekiler bölümünde de yazmaz. Her geçen sene mikrobiyal transglutaminazın kullanıldığı besin çeşidi artmaktadır. 

Gluten-free ürünlere hamursuluk, elastikiyet ve doku vermek için kullanılır. 

Mikrobiyal transglutaminaz adından da anlaşılacağı üzere bakteriler tarafından üretilen bir enzimdir; dolayısı ile bağırsaklarımızın içindeki bakteriler tarafından da az miktarlarda üretilmektedir. Bakteriler çok kalabalık bağırsak içi ortamda diğer bakterilere üstün gelip (onlara zarar verip) hayatta kalmak için transglutaminazı kullanırlar. Bağırsak enfeksiyonları sonrasında üretimi artabilir; günümüzde bağırsaklarımızın içinde fazla miktarda bulunmasının nedeni yukarı anlatıldığı gibi işlenmiş ürünlerle vücudumuza giriş yapmasıdır. 

İnsana yararlı bakteriler daha az transglutaminaz üretirken, zararlı olan patojen bakteriler daha fazla üretmektedir. Bu bakteriler hem enfekte gıdalarla, hem de atık sularla vücudumuza giriş yapabilmektedir. 

GDO’lu gıdalar başta (soya, mısır) pek çok meyve-sebzede de bu enzim bulunur, ama işlenmiş ürünlerin içeriğinden çok daha az miktarda (diğer besinler: elma, baklagiller, yer elması, ıspanak ve pancar).

Gıda endüstrisinde kullanılan poliol molekülleri, mikrobiyal transglutaminazın ısı dayanıklılığını ve yarılanma ömrünü uzatarak, zararlı etkilerine katkıda bulunur. Polioller ayrıca; protein bazlı kaplamalar, biyofilm üretimi, jelatinasyon işlemleri gibi protein işlenmesinde kullanılırlar. 

Mikrobiyal transglutaminazın diğer bir özelliği de insan doku transglutaminazına göre daha az seçici olması (pek çok protein peptidi ile etkileşebilmesi) ve çok daha geniş asit ortamlarında etkinlik sağlayabilmesidir. Özellikle mide PH’sını arttığı hallerde- yemek sonrası, PPİ kullanımı, bebekler-yaşlılar- daha etkindir. En çok mikrobiyal transglutaminaz sentezleyen mikroorganizmalardan biri kandida mayasıdır. 

İnsan bağırsakları çeperinde de insan doku transglutaminazı bulunmaktadır. Transglutaminazlar normal koşullarda hücre içinde bulunur; enflamasyon varlığında ortama salınır.

Transglutaminaz enzimi besinlerle alınan glutenin içinde bulunan gliadinin peptidi ile etkileşir. 

Gliadin normalde de bağırsak epitel hücresi bariyerini aşabilirken, mikrobiyal transglutaminaz geçen gliadin miktarını artırır. 

Doku transglutaminazı-gliadin kompleksi de insan için nispeten yabancı bir kompleksken, mikrobiyal transglutaminaz-gliadin kompleksi çok daha yabancıdır, ve daha fazla bağışıklık sistemi yanıtına neden olur. Ayrıca bu oluşan kompleks safra asitlerine, antimikrobiyal peptitlere ve immünoglobülinlerin etkilerine dirençlidir; neredeyse yok olması imkansızdır. 

Doku transglutaminaz enzimine karşı gelişen antikorlar (bağışıklık yanıtı), yani anti transglutaminaz antikorlar (anti TG-2) çölyak hastalığının nedenleri arasındadır; tanı konulurken bu antikor yanıtı düzeylerine bakılmaktadır. 

Dışarıdan alınan mikrobiyal transglutaminaz da benzer şekilde gliadin peptidi ile etkileşime girerek onun bağışık sistemi için uyarıcı bir hal almasına neden olur. Glutene ve diğer nedenlere bağlı artmış bağırsak geçirgenliği zemininde bu peptidler kolaylıkla bağışıklık sistemi hücreleri ile karşılaşabilir. Bağırsak hücrelerini bir arada tutan sıkı bağlantılara bağlanıp işlev bozukluğuna yol açarak kendileri de direkt olarak artmış bağırsak geçirgenliğine neden olabilirler. 

2015’ten bu yana mikrobiyal transglutaminaz molekülü, çölyak hastalığına neden olan faktörlerden birisi olarak kabul edilmektedir. 

Yapılan bir çalışmada te başına gluten (gliadin) veya tek başına transglutaminaza göre ‘transglutaminaz-gliadin’ kompleksleri bağışıklık sistemini daha çok uyarmıştır. 

Mikrobiyal transglutaminaz eklenmiş glutenli hazır unlu mamul tüketiminin hassas kişilerde daha yüksek bağışıklık sistemi uyarısı ve artmış bağırsak geçirgenliğine neden olduğu gösterilmiştir. 

Mikrobiyal transglutaminazlar ayrıca bağışıklık sisteminin bakteri direkt öldürme özelliği fagositozu inhibe ederler, zararlı bakteriler kolaylıkla çoğalır. Çalışmalarda bu enzimlerin emülsifiye edici özelliği olduğu; yani su ve yağı bir arda tutabildiği, ayrıca mukolitik etkisi de olduğu gösterilmiştir; bu özellikler bağırsak hücrelerini koruyan müsin tabakasına zarar verirler.  Müsin tabakasının zarar görmesi bağırsak hücrelerine zarar verir, bağırsak geçirgenliğini artırır ve korumasız kalan bağırsak hücrelerine bağırsak bakterilerinin bağlanıp zarar vermesini kolaylaştırır. 

Transglutaminazların  bağırsakdaki mayaların çeperinde yapısal olarak kullanıldığı ve bağırsak içi maya miktarını/direncini artırabildiği gösterilmiştir. 

Bağırsak hücreleri enerji ve sağ kalım için glutamin aminoasidini kullanırlar. 

Transglutaminaz ile muamele edilmiş buğday ve mısır proteinlerinin çölyak hastalarında daha yüksek IgA yanıtına neden olduğu gösterilmiştir. Mikrobiyal transglutaminaz glutamine bağlandığı için, bağırsak hücrelerinin ihtiyacı olan glutamin miktarında azalmaya neden olabilir.

Referanslar

1. Bovine Milk Caseins and Transglutaminase-Treated Cereal Prolamins Are Differentially Recognized by IgA of Celiac Disease Patients According to Their Age. Francisco Cabrera-Chávez, Ofelia Rouzaud-Sández, Norberto Sotelo-Cruz, and Ana M. Calderón de la Barca. Journal of Agricultural and Food Chemistry 2009 57 (9), 3754-3759 DOI: 10.1021/jf802596g
2. Lerner A, Matthias T. Processed Food Additive Microbial Transglutaminase and Its Cross-Linked Gliadin Complexes Are Potential Public Health Concerns in Celiac Disease. Int J Mol Sci. 2020;21(3):1127. Published 2020 Feb 8. doi:10.3390/ijms21031127
3. Stamnaes J, Sollid LM. Celiac disease: Autoimmunity in response to food antigen. Semin Immunol. 2015;27(5):343-352. doi:10.1016/j.smim.2015.11.001
4. Di Sabatino A, Vanoli A, Giuffrida P, Luinetti O, Solcia E, Corazza GR. The function of tissue transglutaminase in celiac disease. Autoimmun Rev. 2012;11(10):746-753. doi:10.1016/j.autrev.2012.01.007
5. Lerner A, Matthias T. Microbial transglutaminase should be considered as an environmental inducer of celiac disease. World J Clin Cases. 2019;7(22):3912-3914. doi:10.12998/wjcc.v7.i22.3912
6. Lerner A, Matthias T. Microbial Transglutaminase is Beneficial to Food Industries but a Caveat to Public Health. Med One. 2019;4:e190001. https://doi.org/10.20900/mo.20190001
7. Lerner, Aaron Matthias, Torsten. Microbial transglutaminase: A new potential player in celiac disease Clinical Immunology
8. 10.1016/j.clim.2018.12.008
9. Microbial Transglutaminase Is Immunogenic and Potentially Pathogenic in Pediatric Celiac Disease. Matthias Torsten, Lerner Aaron Front. Pediatr. https://doi.org/10.3389/fped.2018.00389
10. Garcia-Peris M, Donat Aliaga E, Roca Llorens M, Masip Simó E, Polo Miquel B, Ribes Koninckx C. Anticuerpos antitransglutaminasa no relacionados con la ingesta de gluten [Anti-tissue transglutaminase antibodies not related to gluten intake]. An Pediatr (Barc). 2018;89(5):279-285. doi:10.1016/j.anpedi.2018.01.013
11. Mancuso C, Barisani D. Food additives can act as triggering factors in celiac disease: Current knowledge based on a critical review of the literature. World J Clin Cases. 2019;7(8):917-927. doi:10.12998/wjcc.v7.i8.917
12. Lerner A, Matthias T. Changes in intestinal tight junction permeability associated with industrial food additives explain the rising incidence of autoimmune disease. Autoimmun Rev. 2015;14(6):479-489. doi:10.1016/j.autrev.2015.01.009
13. Iranzo MA, Aguado C, Pallotti C, Cañizares JV, Mormeneo S. Transglutaminase activity is involved in Saccharomyces cerevisiae wall construction. Microbiology. 2002;148(Pt 5):1329-1334. doi:10.1099/00221287-148-5-1329
14. Transglutaminase Treatment of Wheat and Maize Prolamins of Bread Increases the Serum IgA Reactivity of Celiac Disease Patients J. Agric. Food Chem. 2008, 56, 4, 1387–139. https://doi.org/10.1021/jf0724163