Abstract Prevotella copri DSM18205 is a bacterium, classified under Bacteroidetes that can be found in the human gastrointestinal tract (GIT). The role of P. copri in the GIT is unclear, and elevated numbers of the microbe have been reported both in dietary fiber-induced improvement in glucose metabolism but also in conjunction with certain inflammatory conditions. These findings raised our interest in investigating the possibility of P. copri to grow on xylan, and identify the enzyme systems playing a role in digestion of xylan-based dietary fibers in P. copri , which currently are unexplored. Two xylan degrading polysaccharide utilizing loci (PUL10 and 15) were found in the genome, with three and eight GH-encoding genes, respectively. Three of the eight gene products were successfully produced in Escherichia coli : One monomeric two-domain extracellular enzyme from GH43 (subfamily 12, in PUL10, 60 kDa) and two dimeric single module enzymes from PUL15, one extracellular GH10 (41 kDa), and one intracellular GH43 subfamily 1 enzyme (37 kDa). The GH43_12 enzyme was hydrolysing arabinofuranose residues from different substrates, and a model of the 3D-structure revealed a single arabinose binding pocket. The GH10 (1) and GH43_1 are cleaving the xylan backbone. Hydrolysis products of GH10 (1) were DP2-4, and seven subsites (−3 to +4) were predicted in the 3D-model of the GH10 active site. GH43_1 mainly produced xylose (in line with its intracellular location). Based on our results we propose that in PUL15, GH10 (1) is an extracellular endo-1,4-β-xylanase, that hydrolyses mainly glucuronosylated xylan polymers to xylooligosaccharides (XOS); while, GH43_1 in the same PUL, is an intracellular β-xylosidase, catalysing complete hydrolysis of the XOS to xylose. In PUL10, the characterized GH43_12 is an arabinofuranosidase, with a role in degradation of arabinoxylan, catalysing removal of arabinose-residues on xylan polymers.

Obesity is a risk factor for cardio-metabolic and neurological disease. The contribution of gut microbiota to derangements of the gut-brain axis in the context of obesity has been acknowledged, particularly through physiology modulation by short-chain fatty acids (SCFAs). Thus, probiotic interventions and administration of SCFAs have been employed with the purpose of alleviating symptoms in both metabolic and neurological disease. We have tested the effects of four butyrate-producing bacteria from the Lachnospiraceae family on the development of metabolic syndrome and behavioural alterations in a mouse model of diet-induced obesity. Male mice were fed either a high-fat diet (HFD) or an ingredient-matched control diet for 2 months, and bacteria cultures or culture medium were given by gavage to HFD-fed mice every second day. Assessment of the mice through a battery of metabolic and behaviour tests revealed that one of the administered bacteria affords some degree of protection against the development of obesity and its complications.

Abstract Obesity is a risk factor for cardio-metabolic and neurological disease. The contribution of gut microbiota to derangements of the gut-brain axis in the context of obesity has been acknowledged, particularly through physiology modulation by short-chain fatty acids (SCFAs). Thus, probiotic interventions and administration of SCFAs have been employed with the purpose of alleviating symptoms in both metabolic and neurological disease. We investigated the effects of four butyrate-producing bacteria from the Lachnospiraceae family on the development of metabolic syndrome and behavioural alterations in a mouse model of diet-induced obesity. Male mice were fed either a high-fat diet (HFD) or an ingredient-matched control diet for 2 months, and bacteria cultures or culture medium were given by gavage to HFD-fed mice every second day. Mice were assessed through a battery of metabolic and behaviour tests, and fluxes through the gut barrier and blood-brain barrier were determined using Dextran-based tracers. One of the administered bacteria from the Coprococcus genus, which produces butyrate and formate, afforded some degree of protection against the development of obesity and its complications. Results from this study, however, are insufficient to support brain health benefits of the bacteria tested. None of the bacteria modulated permeability through the gut or blood-brain barriers. Our results suggest health benefits of a bacteria from Lachnospiraceae family, and encourage further exploration of its use as probiotic.