[发明专利]肌醇六磷酸酶

说明书

本发明涉及编码呈现肌醇六磷酸酶活性的多肽的DNA序列、相应编码的肌醇六磷酸酶多肽、制备该多肽的方法及其在多种工业应用中，尤其是在动物饲料中的用途。

肌醇六磷酸或肌醇1，2，3，4，5，6-六二氢磷酸盐(也称为肌醇六磷酸盐)是植物种子中肌醇的原始来源及磷酸盐的原始储存形式。事实上，其在种子和谷粒成熟过程中天然地形成。在豆类种子中，磷酸盐含量为约70％，并且在结构上与蛋白质体整合为肌醇六磷酸钙镁，即肌醇的混合的钾、镁和钙盐。种子、谷粒和豆类是食物和饲料制品(尤其是动物饲料制品)的重要组分。但是谷类和豆类也在人类食物中变得日益重要。

肌醇六磷酸的磷酸部分螯合二价和三价阳离子，例如金属离子，即营养必需的离子，钙、铁、锌和镁，以及微量矿物锰、铜和钼。

除此之外，肌醇六磷酸也在一定程度上通过静电相互作用结合蛋白质。在pH值低于蛋白质等电点(pl)时，带正电荷的蛋白质直接与肌醇六磷酸盐结合。在pH高于pl时，带负电荷的蛋白质通过金属离子与肌醇六磷酸盐结合。

由于肌醇六磷酸及其盐肌醇六磷酸盐不能从胃肠系统吸收，所以通常不被代谢，即其磷化物、或螯合的金属离子、或结合的蛋白质都不能被营养利用。

相应地，由于磷是所有生物体生长的必需元素，所以食物和饲料制品必需补充无机磷酸盐。通常也必须补充营养必需离子，例如铁和钙。而且，给定食谱的营养价值因为肌醇六磷酸结合蛋白质而降低。因此，肌醇六磷酸通常被称为抗营养因子。

最后，由于肌醇六磷酸不被代谢，肌醇六磷酸的磷通过这些动物的胃肠道，并随粪便排出，导致环境中不希望的磷酸盐污染，结果造成例如水环境的超营养作用和藻类过度生长。

肌醇六磷酸或肌醇六磷酸盐(除非另外说明，所述术语在本发明上下文中被同义或任意使用)可以被肌醇六磷酸酶降解。

在大多数包含肌醇六磷酸的那些植物种子中，也发现了内源的肌醇六磷酸酶。这些酶在种子萌发过程中形成，用于释放磷酸盐以及作为最终产物游离出在植物生长过程中使用的肌醇。

当被摄入时，包含于食物或饲料组分中的肌醇六磷酸盐，理论上可被所述种子中内源的植物肌醇六磷酸酶、消化道内菌群滋生的肌醇六磷酸酶和肠粘膜的肌醇六磷酸酶水解。然而，实际上，内源的植物肌醇六磷酸酶和肠粘膜的肌醇六磷酸酶(如果存在的话)，其水解能力不足以显著增加肌醇六磷酸盐结合的或组成的成分的生物利用度。然而，当食物或饲料的制备过程涉及萌发、发酵或浸泡时，内源的肌醇六磷酸酶可以促成最大程度的肌醇六磷酸盐降解。

在反刍动物或多胃动物中，例如马和母牛，胃肠系统宿主微生物能降解肌醇六磷酸。然而，在单胃动物如人类、家禽和猪中则不是这样。因此，上述指出的问题主要对于这样的单胃动物具有重要性。

由植物以及微生物产生肌醇六磷酸酶已有报道。在微生物之中，已知产生肌醇六磷酸酶的细菌和真菌。

在植物界，例如小麦麸肌醇六磷酸酶是已知的(Thomlinson等人，Biochemistry 1(1962)，166-171)。来自百合花粉的碱性肌醇六磷酸酶由Barrientos等人，Plant Physiol.106(1994)，1489-1495所描述。

在细菌中，从枯草杆菌(Bacillus subtilis)(Paver和Jagannathan，Journal of Bacteriology 151(1982)，1102-1108)和假单胞菌属(Pseudomonas)(Cosgrove，Australian Journal of Biological Sciences 23(1970)，1207-1220)得来的肌醇六磷酸酶已有描述。