[发明专利]生产用于酶促降解真菌毒素的添加剂的方法、以及添加剂及其用途

说明书

本发明涉及生产用于酶促降解真菌毒素、特别是伏马菌素(Fumonisin)的添加剂的方法，用于酶促降解植物原料和含有植物原料的混合物中的真菌毒素、特别是伏马菌素的添加剂，以及基因的用途。

真菌毒素很经常地出现在农业植物产品中，并且取决于真菌毒素的种类，其引起严重的经济损害(尤其在由所述农产品生产的食品中以及在以此类食品喂养的动物或人中)，其中所述损害是极其多样化的。已开发了大量的方法，试图将所述真菌毒素解毒或降解，或者使其无害，从而抑制真菌毒素在动物和人的营养、动物饲养，食品与饲料加工等领域造成的损害。

在已知的真菌毒素中存在数种结构上相互关联的真菌毒素，例如伏马菌素，其中伏马菌素B1是该组中最常出现的毒素。然而，已知有大量的衍生物及相关分子也在人和动物中具有有毒的效应。已知伏马菌素通过与神经酰胺合酶相作用而损害鞘脂代谢。鞘脂不仅是细胞膜的成分，也作为信号和信使分子在许多基本的细胞过程(例如细胞生长，细胞迁移和细胞结合)中、在炎症过程中和细胞内转运过程中发挥重要作用。由于对鞘脂代谢的此种损害，伏马菌素被认为对各种动物品种以及人中的有毒效应负责。已表明伏马菌素在啮齿类动物中有致癌效应，并且根据流行病学数据，已将它们与人的食管癌和神经管缺陷相关联。伏马菌素被认为对于在各种动物(例如猪)中由肺水肿引起的典型的中毒负责。在此情形中，伏马菌素是各种谷类作物中几乎普遍存在的污染源，尤其是在玉米及坚果和蔬菜中，此种与人和动物健康相关的严重负面效应是不能被忽视的。

伏马菌素的微生物降解已在EP-A1860954中被描述，根据所述描述，使用微生物对伏马菌素及其衍生物进行解毒，其中向饲料中加入选自准确确定的株系的、用于对伏马菌素进行解毒的解毒性细菌或酵母。

生物降解伏马菌素的分解代谢的代谢途径，以及对其负责的基因和酶也已被描述。例如，EP 0988383描述了对伏马菌素进行解毒的组合物和方法，其中所使用的降解伏马菌素的酶主要在转基因植物中生产，在所述植物中对伏马菌素的解毒借助于需要分子氧用于其酶活性的氨基氧化酶来实现。

此外，WO 2004/085624描述了转氨酶，脱氨酶和氨基变位酶以及用于酶促解毒的组合物和方法，从而特别是对胺化了的毒素(例如伏马菌素)进行解毒。在此情形中，利用具有脱氨酶活性的多肽来进行解毒。

但是，迄今为止已知的方法中共同的是，为了对真菌毒素进行解毒，所述方法需要分子氧用于所述的分解代谢代谢途径，其中所特别需要的氨基氧化酶在不依赖于氧的条件下不能起作用。使用此种基因和酶来对饲料进行解毒，例如在动物的消化道中，由于动物消化道中基本上无氧的环境是不可能的，或者所述已知的基因和酶不显示任何效果。

因而，现在本发明的目的在于提供生产用于酶促降解真菌毒素的添加剂的方法，通过所述方法可以安全可靠地将真菌毒素、特别是伏马菌素降解为毒理学上无害的物质，或对真菌毒素、特别是伏马菌素进行解毒。

为了解决此任务，根据本发明的方法以如下方式进行：提供至少一个对应于序列ID Nos 1、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22和24的基因的核酸序列，所述至少一个核苷酸序列在原核或真核宿主细胞中表达，且至少一种由此制备的、对应于序列ID Nos 3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23和25的酶或至少一种完整的重组宿主生物体，任选地与共底物一起，被用于植物原料中。通过提供至少一种对应于以下序列ID Nos 1、2、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22和24的基因的核酸序列，可以克隆和表达特定的降解伏马菌素或真菌毒素的基因，从而例如，所述表达通过标准方法在E.coli和巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)中进行，通过所述表达将能够获得对应于序列ID Nos 3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23和25的酶或者以及完整的重组宿主生物体，从而所述至少一种酶任选地与共底物一起被用于待处理的原料。以根据此类方法生产的添加剂，可以一方面例如，直接在原料中完全地和可靠地降解真菌毒素，从而用通过此方法生产的特定的酶来催化伏马菌素和降解途径的中间产物的降解；且另一方面，也可以例如直接在生物乙醇生产中、在用于醇生产的糊状物(Maische)中降解真菌毒素，或者以及在生产食品时直接在生产过程中降解真菌毒素或使其无害。

此处，植物原料理解为谷物或谷物产品、草、水果或蔬菜，以及含有用于生产食品和饲料的此类物质的中间产物，例如青贮饲料、水果泥或类似物。

添加剂被理解为特别是饲料添加剂、食品添加剂以及用于生物乙醇生产的添加剂。