本发明专利技术公开了一组特殊膳食蛋白质。属于苯丙酮尿症饮食疗法领域。所述蛋白质是通过对天然表达量高的蛋白质进行人工设计优化，降低苯丙氨酸含量，同时提高LNAA的含量，通过基因工程菌改造和生产工艺优化，得到的蛋白粉纯度高，口感佳，喂食苯丙酮尿症模型鼠，可有效的控制苯丙酮尿症模型鼠的血液中的苯丙氨酸含量，因此，其适合苯丙酮尿症的饮食治疗。按照本发明专利技术制备重组无/低苯丙氨酸的蛋白粉的生产成本可降低至普通蛋白制品的价格，有巨大的实际应用价值和广阔的市场前景。
A group of special dietary proteins
【技术实现步骤摘要】
一组特殊膳食蛋白质
本专利技术属于苯丙酮尿症饮食疗法领域，具体涉及高苯丙氨酸血症或苯丙酮尿症患者适用的无/低苯丙氨酸含量的重组蛋白质。
技术介绍
苯丙酮尿症(Phenylketonuria，PKU)是一种罕见的氨基酸代谢遗传病，在中国新生儿中的发病率约为1:11800，全国PKU患者总人数在12万人左右。PKU为常染色体隐性遗传，是由于苯丙氨酸代谢途径中的关键酶(PAH)或辅因子(BH4)缺失，使得苯丙氨酸不能转变成为酪氨酸，导致苯丙氨酸及其酮酸在脑和血浆中蓄积，也称高苯丙氨酸血症(Hyperphenylalaninemia，HPA)，体内的苯丙氨酸主要从尿中排出。在患者出生3-4个月时就开始表现出来典型症状，一岁时症状明显。PKU的主要表现形式为各种毒性物质在大脑中累积，引起中枢神经系统的损害，影响人的智力，思考、感受以及行为方式，其主要表现为生长及智力发育迟缓、抽搐、反射亢进、湿疹和鼠气味等，如不及时治疗，可造成智力低下。大多数国家通常会对出生后的新生儿进行筛查。如果在生命早期未被发现和未及时治疗，PKU会导致婴儿神经系统不可逆转的损害、严重的智力迟钝和大脑发育不良。据报道，如果不及时治疗，婴儿在出生后的第一年就会损失智商。根据治疗开始时的年龄，不同年龄期间的血液Phe水平和膳食治疗PKU的依从性不可避免地会伴随着至少一些智商的丧失。一旦检测到，可通过向婴儿和之后的儿童提供Phe限制膳食来治疗该病症。苯丙酮尿症根据血液中苯丙氨酸的含量分为以下几个类型：当未经治疗时，血浆Phe浓度大于1200μmol/L的，称为经典型PKU(最严重的PKU)；未经治疗，血浆Phe浓度在600-1200μmol/L中间的，称为轻度型PKU；未经治疗，血浆Phe浓度在180-600μmol/L中间的，称为良性PKU(或非PKU-HPA)。具有经典型(或严重)PKU的个体必须采用基于极低Phe膳食的严格膳食方案进行治疗，以将其Phe浓度降低至安全范围。这种中等程度形式的PKU通过使用适度的膳食限制来管理，例如：相对低蛋白质的膳食，不需要补充无Phe的氨基酸配方。患有非PKU-HPA的个体通常不被治疗，因为他们被认为具有在“安全”范围内的血浆Phe水平。在膳食PKU治疗中，目标范围是<360μmol/L，高达600μmol/L的范围也被认为是可接受的。苯丙酮尿症(PKU)的目前的主要治疗途径有以下几种：1)饮食疗法通过控制摄入苯丙氨酸含量的膳食疗法来治疗苯丙酮尿症的历史最为悠久。早在20世纪50年代就开始了苯丙氨酸限制膳食治疗PKU，通过蛋白质水解的方式，然后通过肽的过滤步骤去除尽可能多的Phe后，向患者提供必需氨基酸(Phe除外)。基本要求为在保证人体正常生长发育所需的苯丙氨酸摄入量的基础上限制苯丙氨酸的摄入。为避免血液中苯丙氨酸浓度增高所致的脑神经不可逆损伤，PKU患者自新生儿期起就开始控制饮食，坚持终身治疗。传统的苯丙氨酸限制饮食疗法存在诸多的缺点：(1)由于大多数食物的蛋白质中都含有苯丙氨酸，所以能选择的食物非常受限，只能选择不含蛋白质或者含蛋白质很低的食物，导致病人的氮代谢紊乱，引发并发症，(2)以氨基酸复配粉作为饮食蛋白质的替代物，由于多种氨基酸均有很强的苦涩味以及特殊不愉快气味，导致氨基酸复配粉的口感差，患者治疗依从性较差；另外，由于口服大量游离氨基酸，导致肠道的渗透压紊乱，引发肠道不适以及肠道代谢紊乱；再次之，氨基酸粉能做成的食物形式非常有限，长期服用导致患者的生活质量下降。(3)由于生活质量差导致神经和心理问题不断；(4)饮食的长期受限制或选择单一导致营养缺乏；(5)特殊食品和营养素的花费较大，家庭负担较重。糖巨肽(Glycomacropeptide，GMP)是制作奶酪期间从乳清中提取的天然低苯丙氨酸蛋白质，也是目前苯丙酮尿症患者适用的唯一低苯丙氨酸的膳食蛋白质。纯GMP缺乏芳香族氨基酸苯丙氨酸(Phe；F)，同时也缺乏酪氨酸(Tyr；Y)和色氨酸(Trp；W)以及精氨酸(Arg；R)、组氨酸(His；H)和半胱氨酸(Cys；C)等必须氨基酸和重要的氨基酸。糖巨肽在乳汁中的含量较低，约占乳清蛋白的15-20％，需要经过多步精细纯化才能得到较纯的糖巨肽，市场上销售的糖巨肽产品的苯丙氨酸含量约4mg/g蛋白质。[KyungwhaLim,MolecularGeneticsandMetabolism,(2007)]然而，由于糖巨肽缺乏多种必须氨基酸，不能作为膳食蛋白质的唯一来源，因此需要复配其他必需氨基酸组合作为低苯丙氨酸饮食，由于其并不是完全无苯丙氨酸蛋白粉，因此其可以作为一种辅助疗法替代部分氨基酸饮食。另外，由于其生产纯化工艺复杂，一般乳品厂无法大批量生产出合格的低苯丙氨酸的糖巨肽，所以市场售价昂贵，且市场占有率也很低。根据《中国居民膳食营养素参考摄入量(2013版)》的规定，苯丙酮尿症患者对膳食蛋白质的需求量为0.8-1.2g/kg·d，也就是每天摄入蛋白质需求总量15-75g，普通患者经济上很难支撑长期服用如此大量的糖巨肽蛋白产品。目前绝大多数的苯丙氨酸限制饮食的产品均为复配氨基酸粉。2)药物治疗沙丙蝶呤是BH4的药物形式，FDA于2007年12月26日批准BioMarinPharmaceutical研发生产的Kuvan上市，其主要针对的是四氢生物蝶呤(BH4)缺乏症所致的高苯丙氨酸血症(HPA)。BH4为孤儿药，价格偏高，在国内供应渠道较少。注射用PEG修饰的苯丙氨酸解氨酶(商品名：Palynziq)，FDA于2018年批准BioMarin制药公司用于成人治疗苯丙酮尿症。适用于那些使用已有治疗药物无法控制病情(血液苯丙氨酸浓度失控)的成年PKU患者。治疗苯丙酮尿症的药物为孤儿新药，价格昂贵，且并非对所有苯丙酮尿症患者有效，且长期使用，产生免疫原性导致效果逐渐变差。3)大分子中性氨基酸(LNAA)由于苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸及一些支链氨基酸等大的中性氨基酸(Largeneutralaminoacids，LNAA)是通过共同的转运载体L-typeaminoacidtransporter(LAT1,SLC7A5)通过血脑屏障进入大脑的，因此，血液中苯丙氨酸过高会和其他的LNAA竞争转运载体，研究证实补充LNAA可以降低大脑中苯丙氨酸浓度，从而缓解高浓度苯丙氨酸对大脑神经的毒害和引起的智力障碍。LNAA的补充剂，同样面临着口服氨基酸的缺点，如苦涩味重，口感差，引起肠道不适以及肠道功能紊乱等。常见的优质食物蛋白质，如乳清蛋白，卵蛋白，大豆蛋白等，其苯丙氨酸含量均比较高(约3.1-5.35％)[ChristopherJ.Rasmussen,NutritionalSupplementsinSportsandExercise，(2008)；MariaMinnaar，USDA，(1994)]，不适合苯丙酮尿症患者食用。另外，这些蛋白质的LNAA与苯丙氨酸的比值较低(约5.89-11.06)，无法起到抑制苯丙氨酸进入大脑的作用。目前作为苯丙酮尿症患者唯一适用的天然低苯丙氨酸食物本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种重组无/低苯丙氨酸含量的蛋白质，其特征在于，所述蛋白质的苯丙氨酸含量≤5mg/g蛋白质，或LNAA与苯丙氨酸的质量比值≥100，所述LNAA为所述蛋白质中酪氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、缬氨酸的含量总和。/n
【技术特征摘要】
1.一种重组无/低苯丙氨酸含量的蛋白质，其特征在于，所述蛋白质的苯丙氨酸含量≤5mg/g蛋白质，或LNAA与苯丙氨酸的质量比值≥100，所述LNAA为所述蛋白质中酪氨酸、色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、组氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、缬氨酸的含量总和。
2.根据权利要求1所述的重组无/低苯丙氨酸含量的蛋白质，其特征在于，该蛋白质具有除苯丙氨酸外的全部的必需氨基酸，且LNAA质量总和占比≥40％。
3.根据权利要求1或2所述的蛋白质，其特征在于，所述的蛋白质的氨基酸序列包含与SEQIDNO1-4任一项具有至少70％同一性的多肽序列或其营养充足部分，其中所述蛋白质不包含苯丙氨酸。
4.根据权利要求3所述的蛋白质，其特征在于，所述的蛋白质的氨基酸序列包含与SEQIDNO1-4任一项具有至少85％，优选90％，更优选95％的同一性。
5.根据权利要求4所述的蛋白质，其特征在于，所述的蛋白质的氨基酸序列为SEQIDNO1-4任一项。
6.一种载体，其特征在于，包含编码权利要求1-5任一项所述的重组无/低苯丙氨酸的蛋白质的核酸序列。
7.重组微生物，其包含权利要求6所述的载体。
8.权利要求7所述的重组微生物，其特征在于，所述的微生物包括但不限于大肠...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘海峰，刘艳红，宋保平，李春艳，
申请(专利权)人：深圳市诺维健生物技术有限责任公司，
类型：发明
国别省市：广东;44
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