[发明专利]肌醇六磷酸酶、编码它们的核酸及制备和使用它们的方法

摘要

本发明的发明名称是肌醇六磷酸酶、编码它们的核酸及制备和使用它们的方法。本发明涉及肌醇六磷酸酶、编码它们的多核苷酸、本发明的多核苷酸和多肽的应用、以及这类多核苷酸和多肽的产生和分离。特别是，本发明提供了在高温条件下具有肌醇六磷酸酶活性的多肽，和暴露于高温后保持活性的肌醇六磷酸酶。本发明的肌醇六磷酸酶除了在更高的温度下，在低温下也可以是耐热的和/或热稳定的。本发明的肌醇六磷酸酶可被用在食品中以改善富肌醇六磷酸成分的饲养价值。本发明的肌醇六磷酸酶可被配制为例如帮助肌醇六磷酸消化的食物或饲料或补充剂。本发明的食物和饲料可以是粒料、液体、粉末等形式。在一个方面，本发明的肌醇六磷酸酶在粒化期间对热变性稳定；并且这减少肌醇六磷酸酶产品的成本，同时保持体内功效和在饲料中检测到活性。

主权项

1.分离的、合成的或重组的核酸，所述核酸包含(a)(i)核酸序列，其编码具有肌醇六磷酸酶活性的多肽并且与SEQ ID NO：1具有至少95％、96％、97％、98％或99％或更高的序列同一性，并且包含对SEQ IDNO：1的至少一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个或全部十四个核苷酸碱基对序列修饰，其选自：位置139到141的核苷酸是TTT或TTC；位置289到291的核苷酸是GTT、GTC、GTA或GTG；位置289到291的核苷酸是GAA或GAG；位置406到408的核苷酸是CAT或CAC；位置475到477的核苷酸是GTT、GTC、GTA或GTG；位置475到477的核苷酸是GAA或GAG；位置487到489的核苷酸是CGT、CGC、CGA、CGG、AGA或AGG；位置490到492的核苷酸是CGT、CGC、CGA、CGG、AGA或AGG；位置502到504的核苷酸是CGT、CGC、CGA、CGG、AGA或AGG；位置535到537的核苷酸是CGT、CGC、CGA、CGG、AGA或AGG；位置676到678的核苷酸是GAT或GAC；位置697到699的核苷酸是TGG；位置823到825的核苷酸是GTT、GTC、GTA或GTG；位置865到867的核苷酸是GCT、GCC、GCA或GCG；位置1045到1047的核苷酸是TAT或TAC；和位置1087到1089的核苷酸是CCA、CCC、CCG或CCT；(ii)核酸序列，其编码具有肌醇六磷酸酶活性的多肽并且与SEQ ID NO：1具有至少95％、96％、97％、98％或99％的序列同一性，并且包含对SEQ ID NO：1的至少一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个或全部十四个核苷酸碱基对序列修饰，其选自：位置139到141的等同位置的核苷酸是TTT或TTC；位置289到291的等同位置的核苷酸是GTT、GTC、GTA或GTG；位置289到291的等同位置的核苷酸是GAA或GAG；位置406到408的等同位置的核苷酸是CAT或CAC；位置475到477的等同位置的核苷酸是GTT、GTC、GTA或GTG；位置475到477的等同位置的核苷酸是GAA或GAG；位置487到489的等同位置的核苷酸是CGT、CGC、CGA、CGG、AGA或AGG；位置490到492的等同位置的核苷酸是CGT、CGC、CGA、CGG、AGA或AGG；位置502到504的等同位置的核苷酸是CGT、CGC、CGA、CGG、AGA或AGG；位置535到537的等同位置的核苷酸是CGT、CGC、CGA、CGG、AGA或AGG；位置676到678的等同位置的核苷酸是GAT或GAC；位置697到699的等同位置的核苷酸是TGG；位置823到825的等同位置的核苷酸是GTT、GTC、GTA或GTG；位置865到867的等同位置的核苷酸是GCT、GCC、GCA或GCG；位置1045到1047的等同位置的核苷酸是TAT或TAC；和位置1087到1089的等同位置的核苷酸是CCA、CCC、CCG或CCT；(iii)多核苷酸，其编码多肽，所述多肽具有肌醇六磷酸酶活性并且具有包含对SEQ ID NO：2的至少一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个或全部十四个氨基酸残基修饰的序列，所述氨基酸残基修饰选自：SEQ ID NO：2的氨基酸位置47的氨基酸丙氨酸被改为苯丙氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置97的氨基酸半胱氨酸被改为缬氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置97的氨基酸半胱氨酸被改为谷氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置136的苏氨酸的等同位置的氨基酸被改为组氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置159的氨基酸天冬酰胺被改为缬氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置159的氨基酸天冬酰胺被改为谷氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置163的苏氨酸的等同位置的氨基酸被改为精氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置164的氨基酸天冬氨酸被改为精氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置168氨基酸谷氨酸被改为精氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置179的氨基酸甘氨酸被改为精氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置226的氨基酸半胱氨酸被改为天冬氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置233的氨基酸缬氨酸被改为色氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置275的氨基酸谷氨酰胺被改为缬氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置289的氨基酸精氨酸被改为丙氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置349的氨基酸苏氨酸被改为酪氨酸；和SEQ ID NO：2的氨基酸位置363的氨基酸亮氨酸被改为脯氨酸；(iv)多核苷酸，其编码多肽，所述多肽具有肌醇六磷酸酶活性并且具有包含对SEQ ID NO：2的至少一个、两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个、十个、十一个、十二个、十三个或全部十四个氨基酸残基修饰的序列，所述氨基酸残基修饰选自：SEQ ID NO：2的氨基酸位置47的丙氨酸的等同位置的氨基酸被改为苯丙氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置97的半胱氨酸的等同位置的氨基酸被改为缬氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置97的半胱氨酸的等同位置的氨基酸被改为谷氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置136的苏氨酸的等同位置的氨基酸被改为组氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置159的天冬酰胺的等同位置的氨基酸被改为缬氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置159的天冬酰胺的等同位置的氨基酸被改为谷氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置163的苏氨酸的等同位置的氨基酸被改为精氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置164的天冬氨酸的等同位置的氨基酸被改为精氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置168的谷氨酸的等同位置的氨基酸被改为精氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置179的甘氨酸的等同位置的氨基酸被改为精氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置226的半胱氨酸的等同位置的氨基酸被改为天冬氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置233的缬氨酸的等同位置的氨基酸被改为色氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置275的谷氨酰胺的等同位置的氨基酸被改为缬氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置289的精氨酸的等同位置的氨基酸被改为丙氨酸；SEQ ID NO：2的氨基酸位置349的苏氨酸的等同位置的氨基酸被改为酪氨酸；和SEQ ID NO：2的氨基酸位置363的亮氨酸的等同位置的氨基酸被改为脯氨酸；或(v)(i)或(ii)的核酸(多核苷酸)序列，其中所述序列同一性通过运用序列比较算法的分析或通过视觉观察来确定，并且任选地，所述序列比较算法是BLAST 2.2.2版本算法，其中过滤设置被设置为blastall-p blastp-d“nr pataa”-F F，而所有其它选项被设置为缺省；(b)(a)的核酸(多核苷酸)序列，其编码具有肌醇六磷酸酶活性但缺乏信号序列或前蛋白序列的多肽，或同源启动子序列；(c)(a)或(b)的核酸(多核苷酸)，其编码具有肌醇六磷酸酶活性并进一步包含异源氨基酸序列的多肽，或者(a)或(b)的核酸(多核苷酸)序列包含异源核苷酸序列；(d)(c)的核酸(多核苷酸)，其中所述异源氨基酸序列包含编码异源(前导)信号序列、或者标签或表位的序列或由编码异源(前导)信号序列、或者标签或表位的序列组成，或者所述异源核苷酸序列包含异源启动子序列；(e)(c)或(d)的核酸(多核苷酸)，其中所述异源核苷酸序列编码异源(前导)信号序列，所述异源(前导)信号序列包含N-末端和/或C-末端延伸，或所述异源(前导)信号序列由N-末端和/或C-末端延伸组成，用于靶向内质网(ER)或内膜，或靶向植物内质网(ER)或内膜系统，或所述异源序列编码限制性位点；(f)(d)的核酸(多核苷酸)，其中所述异源启动子序列包括组成型或诱导型启动子、细胞类型特异性启动子、或植物特异性启动子或玉米特异性启动子，或由组成型或诱导型启动子、细胞类型特异性启动子、或植物特异性启动子或玉米特异性启动子组成；(g)(a)到(f)的任一项的核酸(多核苷酸)，其中所述肌醇六磷酸酶活性包括：催化在饲料、食品或饮料，或包含基于谷物的动物饲料、麦芽汁或啤酒、面团、水果或蔬菜的饲料、食品或饮料中的肌醇六磷酸的水解；或，催化在微生物细胞、真菌细胞、哺乳动物细胞或植物细胞中的肌醇六磷酸的水解；或者，肌醇六磷酸酶活性包括催化肌醇六磷酸(肌-肌醇-六磷酸)为肌醇和无机磷酸；或，水解肌醇六磷酸(肌-肌醇-六磷酸)；(h)(a)到(g)的任一项的核酸(多核苷酸)，其中所述肌醇六磷酸酶活性是热稳定的，或所述多肽在包括如下温度范围的条件下保持肌醇六磷酸酶活性：约-100℃至约-80℃、约-80℃至约-40℃、约-40℃至约-20℃、约-20℃至约0℃、约0℃至约37℃、约0℃至约5℃、约5℃至约15℃、约15℃至约25℃、约25℃至约37℃、约37℃至约45℃、约45℃至约55℃、约55℃至约70℃、约70℃至约75℃、约75℃至约85℃、约85℃至约90℃、约90℃至约95℃、约95℃至约100℃、约100℃至约105℃、约105℃至约110℃、约110℃至约120℃，或95℃、96℃、97℃、98℃、99℃、100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃或更高温度；或(i)(a)到(g)的任一项的核酸(多核苷酸)，其中所述肌醇六磷酸酶活性是耐热的，或所述多肽在暴露于如下范围内的温度之后保持肌醇六磷酸酶活性：约-100℃至约-80℃、约-80℃至约-40℃、约-40℃至约-20℃、约-20℃至约0℃、约0℃至约37℃、约0℃至约5℃、约5℃至约15℃、约15℃至约25℃、约25℃至约37℃、约37℃至约45℃、约45℃至约55℃、约55℃至约70℃、约70℃至约75℃、约75℃至约85℃、约85℃至约90℃、约90℃至约95℃、约95℃至约100℃、约100℃至约105℃、约105℃至约110℃、约110℃至约120℃，或95℃、96℃、97℃、98℃、99℃、100℃、101℃、102℃、103℃、104℃、105℃、106℃、107℃、108℃、109℃、110℃、111℃、112℃、113℃、114℃、115℃或更高温度；(j)(h)或(i)的任一项的核酸，其中所述肌醇六磷酸酶多肽在如下酸性pH下是耐热的或热活性的：约pH 6.5、pH 6、pH 5.5、pH 5、pH 4.5、pH 4.0、pH 3.5、pH 3.0或更低pH，或所述肌醇六磷酸酶多肽在如下pH下是耐热的或热活性的：约pH 7、pH 7.5、pH 8、pH 8.5、pH 9、pH 9.5、pH 10、pH 10.5、pH 11.0、pH 11.5、pH 12.0或更高pH；(k)(h)或(i)的任一项所述的核酸，其中所述多肽在暴露于大约40℃到大约70℃之间或大约37℃到大约90℃之间或大于37℃到大约50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃或95℃或更高的范围的温度后，保持肌醇六磷酸酶活性；或者，所述多肽在大约40℃到大约70℃之间或大约37℃到大约90℃之间或大于37℃到大约50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃或95℃或更高的范围的温度内，保持肌醇六磷酸酶活性；(l)与(a)到(k)的任一项的核酸(多核苷酸)序列完全互补的核酸序列。