重组细菌肌醇六磷酸酶及其应用制造技术

来源于大肠杆菌Ｂ的纯化重组肌醇六磷酸酶。酶的分子量大约为４７．１千道尔顿且有肌醇六磷酸酶活性。此酶可以从天然或重组宿主细胞内产生，可以用于帮助需要的肌醇六磷酸盐消化。尤其是，本发明专利技术的肌醇六磷酸酶可以在食品中应用以改善富含肌醇六磷酸盐成分的喂养价值。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】1.专利
本专利技术涉及新的鉴定多核苷酸，由这些多核苷酸编码的多肽，这些多核苷酸和多肽的用途，以及这些多核苷酸和多肽的产生和分离。更特别的是，本专利技术的多肽已经被鉴定为肌醇六磷酸酶，尤其是具有肌醇六磷酸酶活性的微生物酶。2.背景2.1.1-简述矿物质是所有生物体生长的必要成分。食物中的矿物质来源于许多物质，包括植物。例如植物的种子是丰富的矿物质来源，因为它们包含有与肌醇六磷酸分子的磷酸根复合的离子。这些与肌醇六磷酸盐相关的矿物质满足了一些圈养类生物的饮食需要，如多胃的反刍动物。因此，反刍动物不需要在饮食中添加无机磷酸盐和矿物质，因为瘤胃中的微生物产生催化肌醇六磷酸盐(肌醇-六磷酸盐)转变成肌醇和无机磷酸盐的酶。在这一过程中，与肌醇六磷酸盐复合的矿物质被释放出来。然而，大多数圈养类生物不能有效的利用与肌醇六磷酸盐相关的矿物质。因此，例如，在单胃动物(如，猪，鸟，和鱼)的牲畜产生中，通常需要在饲料中添加矿物质和/或抗生素物质，改变消费生物体的消化菌群环境，提高生长率。正如这样，在许多应用中存在许多与肌醇六磷酸盐没有充分水解有关问题，这些问题涉及营养，体内外处理步骤，健康和医药，环境保持和资源管理。以下是这些问题的非限制性实例1)饮食中添加矿物质费用昂贵。2)在许多体内外应用中未水解的肌醇六磷酸盐的存在是不希望和有问题的(如导致意外淤泥的出现)。3)饮食中添加抗生素对人类和动物一样都存在一种医疗威胁，即增加耐受抗生素的病原体量。4)大便内未吸收的矿物质排到环境中严重干扰和损害了周围土壤，养鱼池和表面水源的生态系统。5)许多潜在食物的有价值的营养成分明显未被利用和浪费了。2.1.2-营养关系许多有潜在营养的植物，包括尤其是它们的种子，含有相当数量的营养成分，如，磷酸盐，其以一种方式与肌醇六磷酸盐相关因此这些营养成分不能在消耗时被自由获取。这些营养成分的不可获得性可以被一些生物克服，这些生物体包括母牛和其他反刍动物，它们具有充足的消化能力水解肌醇六磷酸盐，释放相关的营养成分，这很大程度上来源于它们消化道内共生生命形式的存在。然而，大多数圈养类动物，包括猪，鱼，鸡，火鸡，及其他包括人的非反刍类生物，不能在消化后有效的释放这些营养成分。因此，含有肌醇六磷酸盐的食物需要添加外源营养成分和/或一种有肌醇六磷酸酶活性的来源以弥补大部分种类的生物体在消耗中营养成分的供给不足。2.1.3-体外体内处理关系在另一个方面，未水解的肌醇六磷酸盐的存在导致体内外处理中的一些问题，包括，但不局限于-食物的处理。在一个实例中，如EP0321004-B1(Vaara等)所描述的，在处理玉米和高粱谷粒中有一个处理步骤，将坚硬的谷粒浸泡在水中以软化它们。在这一过程中滤出的水溶性物质通过蒸发浓缩变成玉米浸泡液的一部分。玉米浸泡液中未水解的植酸，大部分以钙和镁盐的形式存在，其与磷结合并且与蛋白和金属离子一起沉淀为不需要的淤泥。这种淤泥在玉米浸泡液的蒸发，转运和储存中是成问题的。因此，在这公开的肌醇六磷酸酶分子-或者单独存在或者与其它制剂组合(包括但不局限于酶，包括蛋白酶)-不仅在这一应用中(如，防止不需要的淤泥)，而且在其他需要肌醇六磷酸盐水解作用的应用中都是有用的。2.1.4-医学关系饮食内加入抗生素物质在家畜的生产过程中有许多好处。例如，除了它作为预防性抵御疾病的作用，外源性使用抗生素已经被证明可以增加生长率，使其上升3-5％。这一作用的机制可能也包括(或部分包括)圈养动物消化道菌群环境的变化，导致微菌丛平衡，更有利于营养物质的吸收。然而，与过量应用抗生素相关的明显副作用是产生病原性抗生素抵抗微生物菌株的储库的危险。这一危险是急迫的，已知人耐药性病原体的上升与牲畜类抗生素的使用有关。例如，阿伏帕星，动物饲料中使用的抗生素，1997年在许多地方已经被禁止使用，现在给予动物另外一种抗生素，维吉霉素，与一种新药Synercid，非常相似，后者用来代替人类的万古霉素。然而，许多研究表明圈养动物的一些肠球菌素抵抗synercid。结果，非预期的耐药后果，如那些已经在阿伏帕星和维吉霉素上看到的，不管什么新抗生素用作圈养动物的预防治疗似乎又要发生。因此，研究人员呼吁应严格控制工业上药物使用。在饲料中添加即将公开的肌醇六磷酸酶分子，饲养动物使其生长率增加与使用抗生素，如阿伏帕星，获得的生长率增加是相同的-如果不是过量的话。因此，即将公开的肌醇六磷酸酶分子-或单独或与其他制剂联合(包括但不局限于酶，包括蛋白酶)-不仅在这一应用(如，增加圈养动物的生长率)中，而且在其他需要肌醇六磷酸盐水解作用的应用中都是有用的。2.1.5-环境关系肌醇六磷酸酶缺乏的生物种类-不管食物中是否添加矿物质-消耗含肌醇六磷酸盐食物的环境后果是未吸收的矿物质排出后导致粪便污染。这一污染不仅对其栖息地而且继而对其周围水源都有副作用。这一环境的改变最初在食物链的最低层发生，因此具有穿越高层的潜力，且通过生态系统引起长久和灾难性的损害-尤其是在持续污染多年后。这一问题能在任何有浓缩肌醇六磷酸盐的地方显露出来-包括体内(如通过牲畜的产生地，动物园，野生栖息地的动物，等等)和体外(如在商业谷物湿磨，蜂蜡浸泡过程，等等)处理过程。2.1.6-财政关系决定使用外源添加肌醇六磷酸酶分子-不管是完全代替或增加外源使用矿物质和/或抗生素-最终需要使用者通过一项财政可行性和成本有效性的测试，使用者的生计依赖于相关的应用，如牲畜生产。结果，在许多应用中需要获得有效和成本上有效的肌醇六磷酸盐水解的方法。尤其是，在商业应用中需要优化水解肌醇六磷酸盐的方法。在一个特殊方面，需要优化商业治疗方法改善人类和圈养动物消耗含肌醇六磷酸盐食物的营养供给。以前就有重组肌醇六磷酸酶报道，但通过本专利技术新发现的肌醇六磷酸酶分子提高了它们较差的活性。因此，即将公开的肌醇六磷酸酶分子较以前鉴定的肌醇六磷酸酶分子，如真菌来源的肌醇六磷酸酶分子提供了本质上更高的工业性能。2.2-肌醇六磷酸盐和肌醇六磷酸盐水解的一般概述2.2.1-肌醇六磷酸盐水解导致营养物质的释放在实际上所有的植物种子中肌醇六磷酸盐作为磷的储存源存在(Graf(Ed.)，1986)。在谷类和荚果中植酸通常形成种子的正常部分。它与饮食中的矿物质结合起作用，这些矿物质在新生植物从种子中发芽时是必需的。当肌醇六磷酸中的磷酸根被种子中的肌醇六磷酸酶去除时，其结合金属离子的能力消失，矿物质变得可以被植物吸收。在牲畜喂养的谷物中，肌醇六磷酸结合的微量矿物质很大程度上不能被缺乏肌醇六磷酸酶活性的单胃动物吸收。虽然一些肌醇六磷酸盐的水解发生在结肠，但是大多数肌醇六磷酸盐通过单胃动物的胃肠道，在粪尿中排出，导致在密集牲畜生产地区的粪便肌醇六磷酸盐污染问题。结肠中释放的无机磷对牲畜来说营养价值略微降低，因为无机磷大部分-如果不是全部-在小肠吸收。因此，肌醇六磷酸盐中营养学上的重要饮食矿物质的可评价量对单胃动物来说是无法获得的。总之，肌醇六磷酸盐-相关的营养物质不仅包括与肌醇六磷酸盐共价连接的磷酸盐，而且包括其他与肌醇六磷酸盐螯合的矿物质。而且，在摄取中，未水解的肌醇六磷酸盐可能进一步相遇并与其他矿物质结合。矿物质的螯合可以抑制酶的活性，这些矿物质用于这些酶作为辅因子起作用。2.2.2本文档来自技高网...

【技术保护点】
改善含肌醇六磷酸盐食品营养价值的方法，包括以下步骤：用实质上纯的肌醇六磷酸酶与所述的含肌醇六磷酸盐的食品接触，该肌醇六磷酸酶具有选自ＳＥＱ ＩＤ ＮＯ：２的氨基酸序列，使得所述实质上纯的肌醇六磷酸酶催化无机磷从所述的含肌醇六磷酸盐食品中 的肌醇六磷酸盐中释放。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM肖特，KA克雷茨，
申请(专利权)人：戴弗萨公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]