Inositolituman kierrätys avustaa pyrofosfaattien keräämistä orgaanisen fosfaatin puolelle tumasta

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/8554538
IP6 muodostuu tumaentsyymeillä ja siten pääsee tumasta ulos- ja plasmaan tullssa fosfaatit ovat jo  talletettu  esim NTP muodostuksiin. Inositolilla epäorgaaniset Pi  fosfaatit  saadaan DNA ja RNA synteesistä ja hajoituksista  nopeasti talteen ja taas  orgaaniseen muotoon ja energiapakettien valmistukseen.

Ravinnon tarjoama  IP6 muoto fytiini säilyttää tärkeän inositolituman tarpeeksi kauan intaktina jotta se pääsee  tähän  DNA-repair järjstelmään asti  aineenvaihduntaan.

Jos se jo syömisvaiheessa on fytaasilla hajoitettu epäorgaanisiksi fosfaateiksi ja alemmiksi inositolifosfaateiksi  ennen solujen  anabolisia  funktioita,  ei ole suhteellisesti tarpeeksi korkeita inositolifosfaatteja kataboliseen vaiheeseen, jossa   plasma sitten omalla fytaasilla ottaa fosfaatteja  irti spesifisistä kohdista

Koska kehon  IPx kohdistuvat entsyymit ovat  ehkä kudosspeisifisiä tai aitiospesifisiåä, on paras tarjota ravinnossa IP6 muotoa  jotta keho voi sen paikallisesti muokata käyttökelpoisiin muotoihin sillä  DNA repair systemi vaatii nopeasti saatavilla olevia  fosfaatteja siirteleviä muotoja. Fosfaati on aina johonkin liittyneenä,

Jos näitä kehikkoja ei ole- on sitten ongelmia kuten prufosfaattikiteet  tms. tai IP3/IP6 epäsuhde. 

Epäsuhde IP6 ja  alempien inositolifosfaatien  saannissa tai ravinnosa jossa ei ole  edullista inositolituman saantia (liika glukoosi sokeri estää sen saantia)  , tulee vaikutusta rakentellisten ja funktionaalisten inostiolijohdannaisten  aineenvaihduntaan.  Jos saadaan vain inostiolia, se  kulkeutuu solukalvolipideihin ja sitä kautta voi kehittyä IP3 ja  jopa IP6 kun on rikastumista  ATP.stä käsin.

Sen takia on hyvä saada IP6 muotoa ravinnossa( siemeinistä, jyvistä)  että  annetaan mahdollisuus keholle muokata niitä moninaisia muotoja, mitä erittäin kiireinen fosfaattien käsittelyjärjeselmä ja fosfatipuskuri  kehossa  tarvitsee. 

Eihän sitä Luojakaan odottanut luotuaan ihmisen, että tämä heti olisi oivaltanut  fytaatin saamisen tärkeyden, ja siksi antoi käskyn syödä kaikenlaisia siemeniä ja jyviä, että  ihminen voisi kehittyä DNA- genomiltaan evoluutionsa aikana esteettä.

Polyfosfaattien osuutta on tutkittu verihiutaleiten reaktiotien ytheydessä

Polyfosfaateja ei ole eroteltu IP6 ja muut polyfosfaoatit  ryhmiin. Sentakia  tulokset eivåt ole toistettavissa.
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23896408
Trombosyytin polyfosfaatit?
Näitä pitää vähän aktsoa enemmän kun ehtii. 

Pystyykö IP6 liittymään proteiiniin vai ei?

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/26397942
Artikkeli 23. syyskuuta 2015+ Jio C et al. On syntetisoitu biotinyloitu  IP6 , jolal voi tutkia DNA DSB korjaantumista ja IP&-sitovien proteiinien affiniteetia.

Biochemistry. 2015 Sep 23. [Epub ahead of print]

Synthesis of biotinylated inositol hexakisphosphate to study DNA double-strand break repair and affinity capture of IP6-binding proteins.

Jiao C, Summerlin M, Bruzik KS, Hanakahi L.

TIIVISTELMÄ 

IP6 (fytiini)  on liukoinen  inositolipolyfosfaatti, jota on imettäväissoluissa runsaasti. Siitä huolimatta, että IP6 osallistuu  kriittisiin solufunktioihin, on voitu luonnehtia vain harva  IP6:een sitoutuva proteiini.

• Tässä työssään tiedemiehet raportoivat syntetisoineensa IP6- biotiinin, luonnehtineensa sen ja  soveltaneensa sitä käyttöön. IP6-biotiinissa biotiini on liitetty myo-inositolirenkaan 2- asemaan aminohexyylilinkillä.  Aivan kuten luonnon IP6 niin myös biotinyloitu IP6 stimuloi DNA-ligaatiota NHEJ- tapahtumassa in vitro ( Non-Homologous End-Joining) Ku on ainoa NHEJ-tekijä, jonka on osoitettu sitovan inositolihexafosfaattia IP6. 
•  https://www.ebi.ac.uk/interpro/potm/2004_7/Page2.htm

Abstract

Inositol hexakisphosphate (IP6) is a soluble inositol polyphosphate, which is abundant in mammalian cells. Despite participation of IP6 in critical cellular functions, few IP6-binding proteins have been characterized. We report on synthesis, characterization and application of biotin-labeled IP6 (IP6-biotin), which has biotin attached at the 2-position of myo-inositol ring via an aminohexyl linker. Like natural IP6, IP6-biotin stimulated DNA ligation by non-homologous end joining (NHEJ) in vitro. The Ku protein is a required NHEJ factor that has been shown to bind IP6.

•  Tiedemiehet totesivat, että IP6-biotiini pystyi affiniteetti-sieppaamaan Ku- proteiinia ja muita  vaadittavia NHEJ-faktoreita ihmissolu-uutteista ja niiden joukossa  oli  DNA.sta riippuvaisen proteiinikinaasin katalyyttinen alayksikkö (DNA-PKcs), XRCC4 ja XLF.

 We found that IP6-biotin could affinity-capture Ku and other required NHEJ factors from human cell extracts, including the DNA-dependent protein kinase catalytic subunit (DNA-PKcs), XRCC4 and XLF

•  Suoraan sitoutumiskokeissa rekombinantilla proteiinilla osoitautui että Ku oli ainoa NHEJ-faktori, jolla oli affiniteetti IP5-biotiiniin.  Soluextraktissa teki interaktion Ku:n kanssa DNA-PKcs, XLF ja XRCC4 ligaasiIV-kompleksi  joten interaktio  on todennäkösiesti epäsuora IP6-biotiiniin.

. Direct binding studies with recombinant proteins show that Ku is the only NHEJ factor with affinity for IP6-biotin. DNA-PKcs, XLF and the XRCC4:Ligase IV complex interact with Ku in cell extracts and likely interact indirectly with IP6-biotin.

• Sitten käytettiin IP6-biotiinia kytkemään  streptavidiini Ku-proteiiniin, mikä esti in vitro NHEJ taaphtuman. 

 IP6-biotin was used to tether streptavidin to Ku, which inhibited NHEJ in vitro. 

•  Näistä  oletusta  testaavista kokeista voi arvella,  että  IP6-biotiinin kaltaiset molekyylit voisivat toimia molekulaarisina kohteina biologisesti tärkeille  proteiineille, jotka sitovat IP6:ta ( joita siis halutaan tutkia ja tunnistaa- jos niitä on olemassakaan)

These proof-of-concept  experiments suggest that molecules like IP6-biotin might be used to molecularly target biologically important proteins that bind IP6.

•  IP6-biotiini affiniteetti-kaappauskokeet osoittavat, että lukuisat proteiinit sitovat spesifisesti IP6-biotiinia, kuten kaseiinikinaasi 2 (CK2), jonka tiedetään sitovan IP6 ja nukleoliinia. 

 IP6-biotin affinity capture experiments show that numerous proteins specifically bind IP6-biotin, including casein kinase 2 (CK2), which is known to bind IP6, and nucleolin.

•  Proteiinin sitoutuminen IP6-biotiiniin on selektiivistä, koska IP3, IP4 ja IP5 eivät kilpaile IP6-biotiiniin sitoutuvista proteiineista. Nämä tulokset ovat todiste siitä, että IP6-biotiini on hyödyllinen väline, jonka avull voi tutkia IP6:n osuutta biologisissa systeemeissä.

 Protein binding to IP6-biotin is selective, as IP3, IP4 and IP5 did not compete for binding of proteins to IP6-biotin. Our results document IP6-biotin as a useful tool to investigate the role of IP6 in biological systems.

PMID:

26397942

[PubMed - as supplied by publisher]

Kommentti vuodelta 2004 (P. Aas väitöskirjasta)  

NHEJ ja HR

DSB- vauriot voivat korjaantua joko

“non-homologous end joining” (NHEJ)- menetelmällä tai yleisesti ottaen tarkempaa homologisen rekombinaation (HR) tietä käyttäen.

Ihmisen soluissa DSB -vaurion korjaus tapahtuu pääasiallisesti NHEJ-tietä. Kuitenkin HR ja NHEJ voivat kilpailla DSB-vaurion korjaamisesta (2003), erikoisesti myöhäisen DNA-synteesi (S) faasin ja G2- faasin rajakohdassa, kun sisarkromatidit ovat lähellä toisiaan: Tässä kohtaa on HR päämekanismina DSB-korjauksessa.

NHEJ- menetelmä

Katkoskohdan päihin alkaa kertyä korjausproteiineja. NHEJ alkaa siten, että katkenneet DNA-päät kiinnittävät runsasta Ku70/Ku86 heterodimeeriä ja DNA-proteiinikinaasin (PK) katalyyttistä(c) alayksikköä(s) nimeltä DNA-PKcs. Tämä kinaasi aktivoituu, kun se kiinnittyy DNA-päihin ja fosforyloi proteiinin ARTEMIS.

DNA-PKcs ja ARTEMIS muodostavat kompleksin. Niin koeputkessa kuin kehossa tämä kompleksi toimii endonukleaasin tavoin ja trimmaa DNA-päät DSB-vauriokohdassa ( poistaa 5´ ja trimmaa pitkät 3´ pätkät) ja on kykenevä irrottamaan

( pilkkomaan) DNA-pinnimuodostumat, joita VDJ-rekombinaatiossa tulee. Arvellaan, että polymeraasi täyttää gap- aukkoa NHEJ:n aikana, mutta ei tiedetä, mikä niistä ( template -dependent fill in synthesis). Arvellaan, että Polymeraasi u ( myy) on asialla. (2002). Kohdan sinetöi sitten XRCC4-DNA ligaasi-IV-kompleksi.

Ketjut ovat korjautuneet ( error prone).

Jos tämä ARTEMIS joutuu inaktivoivan mutaation kohteeksi, seuraa kliinisesti vaikea kombinoitu immuunipuutostila (SCID) ihmisessä. Koe-eläimessä todetaan vastaavaa tilaa jos DNA-PKcs on toimimaton. Fenotyyppi johtuu funktionaalisen VDJ rekombinaatiokyvyn puutteesta.

Leipova osa maailmaa haluaa hajoittaa fytiinin.

Jos  fytiiniä ei hajoiteta  hiivalla ja leivinjauheella, kuten Pohjoismaissa, se koetetaan hajoittaa  monella muulla keinoin. Tässä on esimerkki "hyvästä leivonnasta ja ruoanlaitosta, jossa "paha poika fytiini" hajoitetaan:
http://www.thenourishinggourmet.com/2010/09/reducing-phytic-acid-in-grains-and-legumes.html
ja kuten yleensä: olen sitä mieltä että juuri fytiininhajoittamisperiaate on  maailman syöpätautien ja suolistotulehdusten syynä milteipä ykkössijalla.

Tässä saa sitten olla koko maailman leipojakaartia vastaan.
Kukaan ei tule muuttamaan tapojaan  leipoa  tuotteitaan,  joissa  fytiini on äärimmäisen hajoitettu fosfaateistaan.
 Jatkan erämaavaellustani tekemällä kuitupitoisia vohveleitani, joissa EI ole hiivaa lisänä.
 Tosin moni tekninen gluteeniton jauho sisältää jonkinlaista nostatusainetta joukossa, mutta sen vaikutusta voin vähentää valmistamalla vohvelit heti odottamatta mitään käymisreaktiota ja lisäämällä kuituvalmisteita taikinaan.

Kaikki leipomisohjeet julistavat sitä miten fytiini saadaan hajoitetuksi yhä paremmin eri tekniikoin. 

(Huomaan että suomen kielen korjaaja-moduli korjaa väärin verbin hajoittaa: Jos kantasana on a-päätteineen, verbiin tulee i. Jos o- pääteinen, ei tule tässä yhteydessä. .
haja- hajoittaa
valo- valottaa  )

Haitallinen osteoblasteiksi (luuta muodostaviksi soluiksi) differentioituminen sileissä lihassoluissa . Valtimon kalkkeutuminen.

Int J Cardiol. 2015 Apr 14;189:188-193. doi: 10.1016/j.ijcard.2015.04.086. [Epub ahead of print]The protective effect of GLP-1 analogue in arterial calcification through attenuating osteoblastic differentiation of human VSMCs.

Zhan JK¹, Wang YJ¹, Wang Y¹, Tang ZY¹, Tan P¹, Huang W¹, Liu YS².

Abstract

• TAUSTA. Valtimojen kalkkeutuminen on tavallista kardiovaskulaarisesa patogeneesissä.  Tärkein sytopatologinen löytö valtimoitten kalkkeutumisessa on sileitten lihassolujen differentioituminen osteoblasteiksi. Glukagonin kaltainen peptidi GLP-1 vaikuttaa moonia sydäntäsuojaavia  vaikutuksia sen lisäksi että sillä oon insulinotrooppisia vaikutuksia GLP-1- reseptorin (GLP-1R) kautta. Kuitenkaan aiemmin ei ole  selvitetty, säätääkö GLP-1 ja siihen liittyvät molekulaariset mekanismit  osteoblastien differentioitumista  verisuonten sileistä lihaksista käsin

 BACKGROUND: Arterial calcification is a common event in cardiovascular pathogenesis. Osteoblastic differentiation of vascular smooth muscle cells (VSMCs) is the most important cytopathologic foundation of arterial calcification. Glucagon-like peptide-1 (GLP-1) exerts multiple cardioprotective actions beyond insulinotropic effects through GLP-1 receptor (GLP-1R). However, whether GLP-1 regulates osteoblastic differentiation of VSMCs and associated molecular mechanisms has not been clarified.

•  MENETELMÄ: Tehtiin  ihmisvaltimon sileän lihassolun differentaatiomalli beta-glyserofosfaatti-induktiolla. Mineralisaatio mitattiin  eräällä värjäysmenetelmällä. Proteiinien expressio ja fosforyloituminen  havaittiin kahdella tekniikalla. GLP-1R geeniexpressio vaimennettiin siRNA:lla.

METHODS: The human VSMC differentiation model was established by beta-glycerophosphate (β-GP) induction. The mineralization was measured by Alizarin Red S staining. Protein expression and phosphorylation were detected by Western blot or immunofluorescence. GLP-1R gene expression was silenced by siRNA.

•  TULOKSET: GLP-1 analogi (liraglutide)  esti  annoksesta ja ajasta riippuvalla tavalla osteoblastidifferentaation merkitsijöitten ilmenemisen: alkaalisen fosfataasin (ALP) ja osteoklastiinin ( OC) ja  Runx-1 transkriptiotekijän, PI3K-, Akt-, mTOR ja S6K1--fosforylaation. Kun hiljennettiin siRNA:lla GLP-1R-geenin ilmeneminen, blokeerautui merkitsevästi liraglutidin vaikutukset  ALP proteiinin ilmenemään ja PI3K/Akt  signaalitien aktivoitumiseen ( fosforylaatioon).

RESULTS: The GLP-1 analogue liraglutide dose- and time-dependently inhibited the protein expression of osteoblastic differentiation markers alkaline phosphatase (ALP), osteocalcin (OC), and Runt-related transcription factor 2 (Runx2), phosphorylation of PI3K, Akt, mTOR, and S6K1. Silencing of GLP-1R gene expression by siRNA significantly blocked the effects of liraglutide in ALP protein expression and PI3K/Akt phosphorylation.

•  JOHTOPÄÄTÖS: GLP-1 analogi liraglutide  reseptorinsa välityksellä  heikentää  verisuonten sileitten lihassolujen osteoblasteiksi differentoitumista ja kalkkeutumista  ja   PI3K/akt/mTOR/S6K1 signalointia. GLP-1 analogit  saattavat olla  mahdollisia agensseja  kardiovaskulaaristen tautien hoitoon.

CONCLUSION: GLP-1 analogue liraglutide attenuates the osteoblastic differentiation and calcification of human VSMCs through its receptor and subsequent activation of PI3K/Akt/mTOR/S6K1 signaling. GLP-1 analogues may be potential agents for the treatment of cardiovascular diseases.

Copyright © 2015 Elsevier Ireland Ltd. All rights reserved.

KEYWORDS:

Akt; Calcification; Glucagon-like peptide-1; Osteoblastic differentiation; PI3K; Vascular smooth muscle cells; mTOR; siRNA

Sileä lihassolu differentioituu osteoblastiksi seerumin liikafosfaatista

--"Sydänverisuoniston kalkkeutuminen ei ole vain kalkin ja fosfaatin sakkautumisen seurausta . Tuoreet tutkimukset ovat osoittaneet, että korkea fosfaatti on yksi tekijä, joka triggeröi verisuonten sileitä lihassoluja differentioitumaan osteoblastin kaltaisiksi soluiksi. Jopa hetkelliset ohimenevät seerumin fosfaattipitoisuuden kohoamiset, kuten syömisen jälkeisessä hyperfosfatemiassa, voivat edistää endoteelin dysfunktiota (suoniston sisäpinnan toiminnan huononemista)."--

Sitaatti NNR 2012 fosforisuosituksista.  

Arvelen että fosforisuosituksissa on  välttämättä tarkistettava fosforilähteen laatu:  vegetabilinen  fosfori (IP6, IPx,   tai rakenteelliset  fosfolipidit PI,PE, PC ym)   ja toisaalta  epäorgaaniset  fosforit (Pi), niiden suhde voi nykyisellään olla epäedullinen. 
Siis fytiiniperäisen fosforin osuutta on nostettava ja epäorganisen fosfaatin osuutta  laskettava. 
Tähän ei ole suosituksissa kiinnitetty mitään suoraa  huomiota, paitsi että  eläinrehussa suhde käännetään karjan  lihotukseksi:  epäorgaanista fosfaattia  lisätään ja IP6 hajoitetaan, jotta epäorgaanisen osuus nousae entisestään. Koska  karja käytetään liharavinnoksi varhain, ei  voi tietää aiheutuisiko niille esim  tuumoreita ajan mitaan.
Noteeraus: 8.5. 2015

Kerovuo J. Fytaasitutkimus Suomessa ( 2000)

Thesis:

KEROVUO Janne 2000FYTAASITUTKIMUS SUOMESSA

A novel phytace from bacillus

Matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa esitettiin 23.5.2000 tarkastettavaksi FM Janne Kerovuon väitöskirja "A novel phytase from bacillus. Characterization and production of the enzyme".Tutkimus kuuluu biokemian alaan. Vastaväittäjänä oli professori Harry J. Gilbert (University of Newcastle Upon Tyne) ja kustoksena professori Carl G. Gahmberg.

Tausta:

Maailman viljellystä alasta yli 90 % käytetään palko-, vilja- sekä öljysiemenkasvien viljelyyn. Eräs tärkeä ainesosa näissä kasveissa on fytiinihappo (myo-inositoli-heksakisfosfaatti). Vilja- ja palkokasveissa fytiinihappo toimii fosfaattivarastona ja voi sisältää yli 80 % kokonaisfosfaatista. Fytiinihappo toimii myös myo-inositolin, tärkeän kasvutekijän, varastona. Lisäksi fytiinihapon hydrolyysituotteilla on monia fysiologisia vaikutuksia kasvisoluissa.

Kemiallisen rakenteensa takia fytiinihappo on erittäin stabiili molekyyli. Se poikkeaa muista organo-fosfaattimolekyyleistä suuren fosfaattipitoisuutensa takia. Tästä johtuen fytiinihapolla on voimakas negatiivinen varaus laajalla pH-alueella. Normaaleissa fysiologisissa olosuhteissa fytiinihappo sitoo itseensä tärkeitä mineraaleja kuten kalsiumia, magnesiumia, rautaa ja sinkkiä. Lisäksi fytiinihappo sitoutuu aminohappoihin ja proteiineihin ja inhiboi ruuansulatusentsyymejä. Tämän vuoksi fytiinihappo on haitallinen yhdiste kasviperäisissä eläinten rehuissa ja siksi sen hydrolysointi on suotavaa.

Fosfataasit ovat entsyymejä, jotka hydrolysoivat erinäisten organo-fosfaattimolekyylien monofosfoesterisidoksia. Nämä entsyymit eivät kuitenkaan pysty hydrolysoimaan fytiinihapon monofosfoesterisidoksia vaan tähän tehtävään on kehittynyt erityinen entsyymiluokka – fytaasit. Fytaasit hydrolysoivat fytiinihapon monofosfoesterisidoksia muodostaen vähemmän fosforyloituja myo-inositolifosfaatteja vapauttaen samalla epäorgaanista fosfaattia. Fytaaseja on tavattu mikrobeista, kasveista sekä tietyistä eläinkudoksista. Useita fytaaseja on kloonattu sekä karakterisoitu. Useat näistä entsyymeistä ovat samankaltaisia ja näiden reaktiomekanismi on sama kuin histidiini-hapan-fosfataaseilla. Tämän vuoksi näiden entsyymien sanotaan muodostavan histidiini-hapan-fosfataasien fytaasi -alaluokan.

Märehtijät hydrolysoivat fytiinihappoa ruuansulatuskanavan mikrobiflooran erittämien fytaasien avulla. Yksimahaiset eläimet kuten siat, siipikarja ja kalat eivät sen sijaan pysty hydrolysoimaan fytiinihappoa, sillä niiden ruuansulatuskanavassa ei juurikaan ole fytaaseja tuottavia mikrobeja. Tämän vuoksi näiden eläinten rehuun usein lisätään epäorgaanista fosfaattia turvaamaan riittävä fosfaatin saanto ja nopea kasvukyky. Lisätty epäorgaaninen fosfaatti ei kuitenkaan poista yllä mainittuja fytiinihapon haittavaikutuksia vaan ne voitaisiin poistaa lisäämällä rehuun fytaasientsyymiä epäorgaanisen fosfaatin sijaan. Tällöin fytiinihapon entsymaattinen hydrolyysi eläimen ruuansulatuskanavassa vähentää fytiinihapon haitallisia vaikutuksia sekä poistaa tai ainakin vähentää lisättävän epäorgaanisen fosfaatin määrää rehussa. Näin fytaasi on myös ympäristöystävällinen tuote, joka vähentää ympäristöön aiheutuvaa fosfaattikuormaa. Tämän vuoksi fytaasista on tullut tärkeä teollisuusentsyymi ja kiivaan tutkimuksen kohde.

Myo-inositolifosfaatteja tavataan myös eläinsoluissa, joissa ne toimivat muun muassa signaalin välittäjinä. Näin ollen näitä yhdisteitä voidaan käyttää metabolisissa tutkimuksissa, entsyymi-inhibiittoreina ja sen vuoksi myös potentiaalisina lääkeaineina. Myo-inositoli-fosfaattien kemiallinen synteesi on kuitenkin erittäin vaikeaa. Siksi fytaasi, joka spesifisesti hydrolysoi fytiinihappoa tietyiksi myo-inositolifosfaatteiksi, voisi olla hyödyllinen näiden yhdisteiden teollisessa tuotannossa.

Tutkimuksessa löydettiin uusi fytaasi. Tämä Bacillus -fytaasi poikkeaa huomattavasti muista fytaaseista. Se ei kuulu histidiini-hapan-fosfataasien fytaasi -alaluokkaan. Entsyymi saattaa olla potentiaalinen sekä eläinrehusovelluksissa että erityisten myo-inositolifosfaattien entsymaattisessa valmistuksessa. Tutkimuksessa esitetyt tulokset, yhdessä hiljattain julkaistun Bacillus -fytaasin rakenteen kanssa, viittaavat uudenlaiseen fytiinihapon hydrolyysitapaan. Lisäksi tutkimuksessa kehitettiin tehokas menetelmä fytaasin tuottamiseksi.