ビタミンB1またはチアミンの生合成経路は、腸内微生物叢の特定の細菌が細胞エネルギー代謝に不可欠な微量栄養素であるチアミンを生成する代謝プロセスです。この微生物由来のビタミンは、結腸レベルで宿主が直接吸収することができます。さらに、この合成能力の微生物による喪失は、微生物生態系に影響を与える可能性があります。
ビタミンB1（チアミン）
概要
概要
私たちの腸内に生息する特定の細菌は、ビタミンB1（チアミン）をゼロから合成する能力を持っています。このプロセスは、前駆体分子（HET-PおよびHMP-PPと呼ばれる）を生成する2つの独立した経路を介して行われます。これらの経路は最終段階で収束し、そこで特定の酵素がそれらを組み合わせて、ビタミンの機能的な形態（チアミン一リン酸）を生成します。Firmicutes を除く、いくつかの細菌門がチアミン一リン酸を合成しており、特に Bacteroidetes および Fusobacteria が挙げられます。
食事の不足や長期間の薬剤使用といった外部要因は、これらの産生菌の集団を変化させ、結果として利用可能なチアミンのレベルを低下させる可能性があります。この不足は、私たちの結腸でのエネルギー産生に影響を与えるだけでなく、この供給に依存する有益な細菌の生存を妨げ、生態系のバランスを崩します。
健康への影響
細胞レベルでは、チアミンは炭水化物代謝とエネルギー産生（ATP）に関与する重要な酵素、例えばピルビン酸デヒドロゲナーゼの不可欠な補因子です。私たちのマイクロバイオータによる絶え間ない生合成は、大腸への直接的な供給を保証します。そこで、大腸細胞は、その高いエネルギー需要を満たすために、特異的な膜輸送体（THTR-1およびTHTR-2など）を介して効率的にチアミンを吸収します。
しかし、このビタミンが私たちの細胞に栄養を与える以上の影響があることは間違いありません。局所的なチアミンは、他の腸内細菌（Faecalibacteriumなど）が短鎖脂肪酸（SCFA）、特に酪酸を産生するために不可欠です。この化合物は、腸の最大の保護剤の一つであり、炎症を軽減し、粘膜バリアを強化します。
技術報告
チアミンのde novo生合成の評価は、メタゲノムショットガンシーケンシングによって行われ、腸内エコシステムの代謝経路の全体的な遺伝子ポテンシャルを定量化します。私たちのバイオインフォマティクスアルゴリズムは、チアミンピロリン酸生合成スーパーパスウェイを構成する遺伝子およびオペロンの豊富さを追跡およびマッピングします。thiC（ピリミジンフラグメントシンターゼ）、thiG（チアゾールフラグメントシンターゼ）、thiD、thiEなどの鍵となる制限遺伝子の潜在的な発現が特に検索されます。
生態学的なレベルでは、B1のde novo合成は高価な代謝上の「贅沢」です。この完全なプロセスを実行できる種は、主に*Bacteroidetes*（例：*Bacteroides fragilis*、*Prevotella copri*）門、および一部の*Proteobacteria*、*Fusobacteria*に属します。*Firmicutes*門のほとんどの細菌は、この完全なメカニズムを欠いています。
高い能力は、堅牢で協力的な栄養ネットワークを反映しています。エコシステムはエネルギー的に自給自足であり、短鎖脂肪酸産生菌の栄養要求性細菌の崩壊を防ぎます。しかし、低い能力は生態学的脆弱性（「代謝的脆弱性」）を警告します。エコシステムは、チアミンの食事からの供給に決定的に依存しています。介入：臨床戦略は、食事を最適化すること（ヒマワリの種、マカダミアナッツ、豆類の消費を増やすこと）、および、宿主と有益な細菌の両方がエネルギー不足にならないように、ビタミンB1（例：ベンフォチアミン）の経口補給を評価すること、そして*Bacteroidetes*門を刺激するためにプレバイオティクスでサポートすることを含みます。
