Nytt ljus har kastats över hur tarmbakterier fungerar som kan hjälpa till att utveckla läkemedel i framtiden för att förbättra hälsa och välbefinnande.

Forskare har funnit att enstaka mikroorganismer i människans tarm har förmågan att ta isär de mest komplexa kolhydraterna i vår kost.

Det är första gången en sådan upptäckt har gjorts och man hoppas att detta kan användas för att en dag identifiera nya pre- och pro-biotiska produkter för att förbättra människors hälsa.

Under ledning av professor Harry Gilbert, från Institute for Cell and Molecular Biosciences vid Newcastle University, STORBRITANNIEN, studien publiceras idag i den ledande akademiska tidskriften, Natur .

Bakterier i tjocktarmen - människans tarm - har stor inverkan på hälsa och fysiologi eftersom de hjälper till att sönderdela ämnen i mat som vi inte kan smälta, såsom stärkelse och fiber.

Den viktigaste källan till näringsämnen som är tillgängliga för tarmbakterierna är kolhydrater från människans kost, som kroppen inte kan metabolisera.

Det mest komplexa av dessa kolhydrater är växtpolysackariden, 'rhamnogalacturonan II (RG-II)', som också kan hittas på förhöjda nivåer i rött vin.

Tidigare trodde man att endast grupper av bakterier skulle kunna metabolisera och bryta ner RG-II, återspeglar dess komplexa struktur. Dock, denna forskning visar att enstaka organismer som finns i tarmen också har förmågan att göra detta.

Professor Gilbert sa:"Vår forskning rapporterar hur en mycket komplex biologisk process i kroppen uppnås.

"Detta är ett spännande steg framåt i förståelsen av hur tarmbakterier hos människor fungerar och har konsekvenser för framtida forskning."

Teamet av internationella forskare fann att RG-II metaboliseras genom verkan av en typ av bakterieenzym, känd som glykosidhydrolaser, som riktar sig till de komplexa kolhydraterna i tjocktarmen.

Bakterierna som kan metabolisera RG-II innehåller flera gener som kodar för proteiner som tidigare inte hade någon känd effekt förrän nu. Gruppen har visat att sju av dessa gener producerar glykosidhydrolaser - som delar den glykosidiska kopplingen som förenar socker i polysackarider - och bidrar till nedbrytningen av RG -II.

Var och en av dessa sju glykosidhydrolaser är grundande medlemmar i en ny enzymfamilj. Tre av glykosidhydrolaserna som bidrar till nedbrytning av RG-II bryter glykosidbindningar som inte tidigare har visats vara mottagliga för biologiska attacker, och dessa enzymer uppvisar nya katalytiska funktioner.

Professor Gilbert sa:"Denna studie har potentiella tillämpningar för att förstå hur detta mycket komplexa kolhydrat, som är en integrerad del av vår kost, utnyttjas erbjuder möjligheter för att utveckla nya för- och pro-biotiska strategier för att förbättra människors hälsa.

"Det finns mycket mer spännande arbete att göra på detta område. Att till fullo förstå de mekanismer genom vilka komplexa kolhydrater utnyttjas av tarmbakterier hos människor är relevant för medicin eftersom detta mikrobiella samhälle har en betydande inverkan på kroppen."