工程化改造酶易感性肌醇六磷酸酶制造技术

本发明专利技术提供了一种合成的肌醇六磷酸酶多肽，其编码一种酶易感性肌醇六磷酸酶。还提供了包含酶易感性肌醇六磷酸酶的饲料或食物产品，和表达所述酶易感性肌醇六磷酸酶的转基因植物。进一步提供了用于制备和使用酶易感性肌醇六磷酸酶的方法，例如在饲料和食物加工中使用酶易感性肌醇六磷酸酶的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
一般而言，本专利技术涉及分子生物学，计算生物学领域，且更具体地，涉及通过理性设计来生成具有升高的酶易感性(enzymatic susceptihbility)的蛋白质的蛋白质工程方法。
技术介绍
工业方法常常需要添加蛋白质来实施方法内的特定功能。对具有新的或不同特性的蛋白质的需要随着工业方法发展并变得更高效而增长。一种用于开发具有新特性的蛋白质的方法是将当前所使用的蛋白质工程化改造成含有新特征，且如此创建蛋白质的新变体。蛋白质工程已经聚焦于在多种酶中开发耐热性。本申请描述了使用蛋白质工程技术来工程化改造蛋白质的酶易感性变体。可以对多种蛋白质使用所描述的方法。另外，可以使用所描述的方法来工程化改造对多种蛋白酶的酶易感性。专利技术_既述描述了一种工程化改造具有升高的对蛋白酶的易感性的蛋白质的方法。通过理性设计进行的蛋白质工程基于蛋白质的三维结构模型及随后鉴定可以进行改变但对结合位点、活性位点和总体三维结构没有不利影响的蛋白质域。可以在对任何蛋白酶的易感性升高方面工程化改造任何蛋白质。专利技术详述工业方法使用蛋白质作为制造成分。作为酶的蛋白质作为工业方法中的成分是特别有用的，因为它们催化将底物从一种形式转化成另一种的反应。蛋白质的特征，且特别是酶的活性谱(即最佳温度、PH、盐浓度、离子等)促成蛋白质对于一种特定方法的有用性。随着新的工业方法发展，越来越多地需要具有改变了特性的蛋白质。所寻求的新特性可以在蛋白质当前的特性组之外或者可以牵涉改变特性。蛋白质特性可以包括但不限于活性谱的特征、吸水能力、预防吸水的能力、凝胶化能力等。例如，可能想要用对蛋白酶消化的易感性增强的额外特性工程化改造展示出耐热性和酸稳定性的蛋白质。在这个例子中，需要在添加新特性(对蛋白酶的敏感性增强)时维持蛋白质的初始特性(耐热性和酸稳定性)。还可以考虑酶的比活，其中酶的“比活”定义为酶在给定的时间单位里能够转化或催化的底物量。有数种可用于使蛋白质演化以创建具有改变了的特性的变体的技术。例如， 基于随机氨基酸变化或随机诱变的技术包括化学诱变(Smith，Ann. Rev. Genet. 19 423-462(1985))、DirectEvolution(美国专利 No. 5，830, 696)；基因位点饱和诱变(GSSM) (美国专利No. 6，171，820和6，579，258)、定向进化中的外切核酸酶介导的基因装配(美国专利No. 6，361，974和6，352，842)、定向进化中的末端选择(end selection)(美国专利No. 6，358，709和6，238，884)、基于重组的合成改组(美国专利No. 5，965，408和 6，440, 668，和澳大利亚专利No. AU724521)、和嗜热酶的定向进化(美国专利No. 5，830, 696 和6，335，179)。这些技术产生具有随机突变的变体的集合(pool)，然后筛选变体的这种集合以鉴定那些具有想要特性组的个体变体。随机诱变的备选是理性设计，其中基于关于蛋白质自身知道什么来对蛋白质的特定区域鉴定改变。理性设计掺入三维结构、活性位点位置和重要结合位点位置的知识来预测可以改变的蛋白质区域。通过此信息，可以生成具有特定改变的蛋白质，并对其测试活性。特定的改变可以单独地进行或者与其它改变组合进行以观察对蛋白质结构的数个改变的组合效果(Fersht 等 Angewandte Chemie Int. Ed. 23 :467-538 (1984))。理性设计考虑到蛋白质的特性、三维模型和蛋白质可以改变的程度之间的关系是复杂的。将要在蛋白质中产生的突变定位至三维模型上，并且存在有结合位点、活性位点和蛋白质结构的考虑；此分析意图增加生成在展示新特性外维持活性的变体的可能性。另外， 所筛选的变体数目与使用随机诱变筛选的变体数目相比相对较低。通过了解蛋白质的三维模型来促进理性设计。三维模型可以通过在物理上测定蛋白质三维结构的方法诸如X射线晶体学和NMR(核磁共振)来阐明或者可以以计算机方式建模。用于在物理上解析(solve)蛋白质晶体结构的方法是本领域中公知的(Schuetz 等 EMBO J. 25 :4245-4252(2006) ；Peterson 等 Mol. Cell 13 :665-676(2004) ；Allingham 等 Cell 128 :1161-1172(2007))ο在计算生物学中，蛋白质的三维结构有三种不同预测/建模方法；即从头开始(ab initio)、同源性建模和蛋白质穿引(protein threading)。从头开始或从头蛋白质建模方法设法“从零开始”建造三维蛋白质模型，即，基于物理原理而非直接基于先前解析的物理结构。有许多可能的如下规程，它们或是试图模拟蛋白质折叠或是将一些随机方法应用于搜索可能的解法(solution)。这些规程趋于需要大量计算资源，而且已经对小蛋白质实施过。同源性建模(modeling)基于合理的假设，即两种同源蛋白质会共享极其相似的结构。因为蛋白质的折叠比其氨基酸序列在进化方面更保守，可以在极其远缘的模板上以合理的精确性为靶序列建模，只要靶物与模板之间的关系可以经由序列比对辨别。已经提示了，比较建模的主要瓶颈源于比对困难，而非源于结构预测错误，假设有已知的良好比对。不令人吃惊的是，同源性建模在靶物和模板具有相似序列时是最精确的。可以使用同源性建模方法(如由计算机程序Modeler (Accelrys Inc.)所提供的)来为同源蛋白质的三维结构建模，而不需要通过X射线或NMR来解析真实的结构(Webster "ProteinStructure Prediction, Methods and Protocols" ；Methods in Molecular Biology ；Humana Press 第 143 卷(2000)及 Bourne 和 ffeissig, "Structural Bioinformatics", Wiley-Liss Publisher (2003)) ο蛋白质穿引方法将具有未知结构的靶序列的氨基酸序列穿引通过分类蛋白质结构折叠的文库。在每种情况中，使用评分函数来评估序列与结构的相容性，如此选择最佳的有可能的三维模板来为靶蛋白质建模。此类方法又称为3D-1D折叠识别，这是由于其在三维结构与线性蛋白质序列之间的相容性分析。此方法还已经产生实施反向折叠搜索的方法，其通过评估给定结构与序列的大数据库的相容性，如此预测哪些序列具有生成给定折叠的潜力来进行。一旦创建蛋白质的三维模型，这便充当用于添加关于蛋白质已知的别的信息的基础。鉴定已知为基本活性所需要的蛋白质区域诸如结合域和活性位点是重要的。蛋白质的保守区可提供对在进行修饰时应当避免的蛋白质区域的了解。了解活性所需要的蛋白质物理结构有助于鉴定可以进行修饰的区域。一般而言，可以进行修饰的区域是那些并不促成结合域或活性位点形成的。另外，一旦进行了改变，选择进行修饰的蛋白质区域不应当干扰结合域或活性位点。因此，使用计算技术诸如Accelyrs MODELER程序来将所有对蛋白质的改变定位至三维模型上，以便测定蛋白质的基本结构是否得到维持。评估通过随机诱变或本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：希布·S·巴苏，张生生，
申请(专利权)人：先正达参股股份有限公司，
类型：发明
国别省市：