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.

Maatalousviraston puoleen

Siinä vaiheesa kun aloin kiinnostua fytiinimolekyylistä käytyäni Dietetiikan laitoksella ja nähtyäni M Türkin väitöskirjan ( Chalmersista)  luettavien uusien  teesien  hyllyllä, aloin etsiä fytiinistä lisätietoja ja minua lopulta neuvottiin itseasiassa kääntymään tässä  maatalousviraston puoleen.   Nimittäin siellä se kuului  rehuasioihin, kanankasvatukseen ja muun karjan kasvatukseen  lihaskoon vahvistajana  fosfaatilisänä rehuissa fytaasientsyymien kanssa.  Teuraskarjalla tietysti ei olekaan ongelmia fosfaatin pitkäaikaisesta käytöstä koska ne joutuvat melko varhain  lautaselle.  Korkeintaan pitkän ajan koe-eläimillä voidaan saada  esiin patologia.
 Tältä ajalta  minulla on tallella seuraava  artikkeli netistä: Farm Animal. Management ( at) Purdue. Purdue University, Department of Animal Science.  Purdue Extension . Knowledge to Go 1_888-EXT-INFO:
Phytase:Basics of Enzyme Function.
Kirjoittajat ovat:
Todd J. Appelegate, Ph.D., Department of Animal Science, Purdue University,  West Lafayette, IN Roselina Angel, Ph.D., Department of Animal and Avian  Science, University of Maryland, College Park,,MD.
Löydän nyt 9.2. 2015 saman artikkelin netissä samassa muodossa.
https://www.extension.purdue.edu/extmedia/AS/AS-560-W.pdf

Tässä artikkelissa  kuvataan fytaasityypit  3-fytaasija 6 -fytaasi. kasviperäinen fytaasi on 6-fytaasi ja mikrobiperäinen,  bakteeri-ja  sieniperäinen fytaasi on 3- fytaasi. 
Artikkeli on  5 -sivuinen lähteineen ja jos sen tarkasti käy läpi saa havaittua muutamia eroja näiden fytaasien kesken, joten  tänään aion pikkuhiljaa  kääntää suomeksi tätä artikkelia ja korostaa noiden kahden fytaasin eroavuuksia. Ihmisellään ei ole  fytaasia, siis ensimmäisen fosfaatin irrottajaentsyymiä, mutta kun  ensimmäinen fosfaatti on saatu irtoamaan niin  kohuessa suolessa kyllä on  happamia fosfataaseja jotka pystyvät jatkoirrottamaan lisää fosfaattia.

Nyt artikkeliin:
Suomennosta

Johdanto

 Siipi- ja possukarjan dieettiin kuuluu   olennaisesti on kasviperäiset  ainesosa, jotka ovat  ensisijassa kasvien siemenistä.  Suurin osa kasveissa olevasta fosforista (P) on molekyyikomponentissa, jonka nimi on FYTIINI/ Phytin) .
Fytiinin fosfori on siipikarjalle  ja possukarjalle huonosti saatavilla olevaa fosforia ja tämä saatavuus vaihtelee  ainesosissa ja niiden kesken.
FYTAASI -entsyymi (Phytase)  vapauttaa fosfaattiryhmiä fytiinistä (IP6)mahdollisesti  siten,  että vapautunut fosfaatti tulee  eläimelle saatavilla olevaan muotoon. FYTAASI ( phytase) on ainoa tunnettu entsyymi, joka pystyy aloittamaan fosfaatin vapautumisen fytiinistä (IP6).(Kts. kuvaa 1. lähdeartikkelissa)

Entsyymit ovat proteiineja tai proteiinipohjaisia aineksia, jotka nopeuttavat  tai katalysoivat kemiallisia reaktioita. Esimerkiksi eräs syljessä oleva entsyymi amylaasi avustaa katakisemaan  tärkkelyksessä olevia  sidoksia jo suuontelossa.  Entsyymit ovat  hyvin ainutlaatuisia siinä, että ne ovat  erittäin selektiivisiä  sille omalle kohdeaineelleen ( substraatilleen eli sille molekyylille, johon ne vaikuttavat) ja niille  lopputuoteille, joita ne  savat aikaan. . Jonkun entsyymin toiminnan analogiasta  löytyisi  avain  tietyn entsymaattisen lopputuotteen esiinsaamiseen. Entsyymi ja sen substraatti  muodostavat ainutlaatuisen  avain ja lukko-periaateella - tietty avain  aukaisee tietyn lukon, tietty entsyymi  vaikuttaa tiettyyn substraattiin.

Koska entsyymit ovat proteiineja( valkuaisaineita), ne altistuvat denaturaatiolle tai tuhoutumiselle, jota ruoansulatusentsyymit vaikuttavat tai muut seikat, jotka tekevät struktuurinmuutoksen niissä.
Entsyymeillä on tyypillisiä omia  ideaaliolosuhteitaan,  jossa ne toimivat helposti  ( lämpötila,  pH,  jne). Tästä esimerkki:  KASVIFYTAASIT ( plantphytase)  toimii paremmin lämpötilarajoissa 45- 60  astetta Celciusta. Sensijaan MIKROBIPERÄISET fytaasit ( microbial phytases)  toimivat  helpommin laajemmalla  lämpötila-alueella  35 - 63 astetta C. ( Tämän havaitsi Wodzinski et Ullah  1996).

Jota entsyymi pystyisi toimimaan, sen täytyy päästä sijaitsemaan lähelle  substraattiaan eikä substraatissa  saa silloin olla mitään vaikutuskohtaa  estävää tekijää  ( site of action blocked). 
Tietyissä  mahasuolikanavan kohdissa ( ohuessa suolessa) fytiini voi helposti reagoida toisten komponenttien kanssa ( kalsium Ca, rauta Fe, kupari Cu, Sinkki Zn, ym)  ja  saostua  pois liuoksesta siten , että fytaasi entsyymi  ei pysty vaikuttamaan  tähän saostuneeseen substraattiin.
 Muissa mahasuolikanavan seuduissa  ( possuilla mahalaukussa (ventriculus)  ja siipikarjalla niiden  esimahassa (proventriculus)  ja lihasmahassa (gizzard) ) fytiini on  liukoisempaa ja voi helpommin joutua fytaasientsyymin vaikutukseen. ( Kts. kuva  2 lähdeartikkelissa)

Fytiini

Fosforia varastoituu  ensikädessä kypsiin siemeniin mineraalikompleksina, joka tunnetaan nimellä fytiini(phytin) tämä molekyyli komplisoitumattomana tunnetaan ytaattina ( phytic acid). 8kts. kuva 3 lähdeartikkelissa).
Fytiinin fosforipitoisuus  eri ravintoaineiden siemenissä   vaihtelee, mutta tyypillisesti sitä on  72 %  karkeissa maissijauhoissa  ja 60 % soijapapujauhoissa. ja nämä ovatkin   ne  pääasialliset  kaksi  rehuainesta siipikarjan ja possujen dieetissä USA:ssa.  ( Täöstä on kirjoittanut Ravindran et al.  1995).
Fytaatti ( Phytic Acid) on hyvin reaktiivinen ja heti muodostaa komplekseja  Ca, Fe, Mg, Cu, Zn jonien , hiilihydraattien ja proteiinien kanssa. Nämä muodostuneet kompleksit ovat ohutsuolessa selvästi  huonommin liukenevia ja  epätodennäköisempää on niiden reagoiminen  fytaasin kanssa.  ( Kts. kuvaa 2 lähdeartikkelissa). Tästä  on Angle et al. kirjoittanut  v 2002).  Tästä johtuukin, että  usein on fytiiniä pidetty antinutrienttina, kun se kerran sitoo muita tärkeitä ravintoaineita  ( mainittuja mineraaleja) ja  aiheuttaa niiden jäämisen fosforin kanssa  fytiinimolekyyiin ja täten  joko osittain tai kokonaan  karjan saavuttamattomiin.

Ravinnon fytiini(Phytin) on suhteellisen lämpöstabiilia. Jos tehdään  rehutabletteja, pillereitä  (pellets),  se ei vaikuta  paljoakaan fytiiniin. ( Tämän on tutkinut Skoglund 1997). Nämä tutkimukset  ovat osoittaneet,  että rehun tekeminen tableteiksi (pellets)   81 Celsiusasteen lämmössä  vähensi fytiinipitoisuutta 7%:lla   seoksesta, jossa oli  rapsinsiementä, ohraa ja hernettä. Tutkija O´dell vuonna 1962 havaitsi kutienkin, että  miltei 88% soijapavun fytiinistä  voitaisiin  saada hajaantumaan, jos  suoritetaan autoklaavikäsittely  neljän tunnin kestolla  115 °C:n lämpötilassa

Fytiinin(phytin)  sijainti siementen sisällä  vaihtelee eri kasveilla.  Maississa (corn, Am.)  90 % fytiinistä on  jyväytimen ( kernel) ituosassa (germ)  . Vehnässä (wheat) ja riisissä ( rice)  suurin osa fytiinistä on jyvän aleuroni-kerroksissa ja ulommassa leseessä (bran). .

KOMMENTTI:  Tässä on Wikipediakuva maissinjyvästä.Aleurone-kerroksen  sijainti näkyy pinnassa. Ruotsissa näytetään käyttävän aleuronaattikerrosta diabeetikoitten leivän tekoon. (Kts.  hakusana: aleuronat)


Useimmissa öljykasvien siemenissä (oilseeds)  ja jauhoiksi käytetyissä palkohedelmissä  (grain legumes) fytiini liittyy proteiiniin ja sitä konsentroituu subsellulaarisiin inkluusioihin , solun sisäkappaleisiin,  pallomaisina muodostumina (globoids), joita on sijoittautuneena koko jyvän (kernel)  alueelle. Kuitenkaan soijapavun siemenissä ei näytä olevan mitään fytiinille tyypillistä kohtaa ( Tämän havaitsi Ravindran et al.  1995) Tiettyjen  jyvien  fytiinin sijoittumisspesifisyys   voi kadota  tehtäessä  jyvän sivutuotteita, jotka  sisältävät  minimaalisia fytiinifosforimääriä.

Jyvien  fytiinin fosforisisältö (phytin phosphorus content)  voi olla vaihtelevaa. ( Kts. taulukko 1 lähdeartikkelissa: Phytin phosphorus contenst of feed ingredients as a percent of total phosphorus.Nelson et al.  1968, et Cossa et al. 1997, Barrier et al. 1996a).
Ei vielä tiedetä, mitkä tekijät vaikuttavat  tähän, mutta  maaperä- ja ympäristötekijät  lienevät vaikuttamassa (Cossa et al.  1997, Raboys et Dickinson 1993).
 Raboy ja Dickinson raportoiva , että  soijapavun siementen fytaatti on lajispesifinen . Lajista riippumatta  fytaattipitoisuus (phytic acid content)  lisääntyi, jos maaperän fosforin (soil phosphorus)  saatavuus lisääntyi.  Samalla kuitenkaan ei lisääntynyt  ei-fytaattiperäisen fosforin ( non-phytic acid  phosphorus levels)  pitoisuudet siemenessä.

Fytaasi (Phytase)

IUB ( International Union of Biochemistry) (1979) on tunnistanut kaksi pääluokkaa fytaaseja: 3- fytaasin( 3-phytase) ja 6- fytaasin( 6-phytase) Nimitys  perustuu  niihin  fosfaattiryhmien asemiin, joista entsyymi ensiksi hydrolysoi irti  fosfaatin fytiinistä (  inositoli-6-fosfaatti renkaasta). mikrobiperäiset ja sieniperäiset fytaasit  hydrolysoivat tyypillisesti sen fosfaatiryhmän joka siajitsee 3- asemassa.  Kasviperäiset fytaasit hydrolysoivat  fytiinimolekyylistä sen fosfaatiryhmän, joka on 6- asemassa. 
Kun tämä ensimmäinen  fosfaattiryhmä on saatu irti fytiinimolekyylistä,  niitä viittä jäljellä olevaa fosfaattiryhmää pystyy irrottamaan peräjälkeen  fytiinistä sekä  fytaasi että  epäspesifiset happamet  fosfataasit, joita löytyy suurin määrin  ruoansulatuskanavsta ( Tätä tutkivat Maenz ja Classen  1998). Fytaasin hydrolyyttinen vaikutus fytiini-fosforiin on ollut tiedossa jo  aiikoja  (Dox et Golden 1911) ; mutta  laaja kaupallinen fytaasientsyymin tuotanto on alkanut tapahtua vasta 1990-luvulla (Wodzinsky et Ullash 1996 selvittivät tätä asiaa). 

Entsyymiaktiivisuus

Yksi  yksikkö fytaasivaikutusta määritellään sinä määränä entsyymiä, mikä tarvitaan vapauttamaan yksi mikromooli (umol) ortofosfaattia fytiinistä minuutissa pH:n ollessa 5.5 ja lämpötilan ollessa 37 Celcius asteta ( Zyla et al.  1995).Fytaasin mittausmentelmät kuitenkin voivat vaihdella eri tuottajien kesken. Samoin  enstyymiominaisuuksien   vaihdellessa eri fytaasien kesken myös  aktivisuusyksikkö  yllämainituissa olosuhteissa ei välttämättä  ole tulkittavissa samoina  eläimen kehossa vapautuvina  fosforimäärinä  Tämä viimeksi mainittu on avainseikka. Punnittaesa kaupallisia fytaaseja ei ole  kaupallisesti  mainostettu  "tehokkuus"  niinkään  olennainen seikka, vaan  miten paljon fosforia  vapautuu fytaasilla noudatettaessa  valmistajan  suosittelemaa ohjetta  spesifisen  ainesosan ja ravinteen sisällyttämistä  rehuun. Tämän voisi tulkita fytaasikustannuksina  saatavilla olevia  fosforiyksikköjä kohti.  

Kasvien fytaasista ( Phytase in plants) 

Muutamissa elintarvikkeissa on huomattava määrä fytaasiaktiivisuutta ( vehnä, vehnän lese, ruis, ohra ; wheat, wheat bran, rye, barley) 
Hyvin vähän fytaasi tai ei ollenkaan  sisältävät seuraavat  viljat:
maissi(corn), kaura (oats) durra (sorghum), öljykasvien siemenet (oilseeds) ( Tämän on selvittänyt eeckhout  et de Paepe 1994).
Fytaasiaktiivisuus  jyvissä kuten vehnässsä, korreloi hyvin suuresti sekä possuilla että broilereilla  fosforin kokonaisretentioon, kun ravintoa on annettu  appeena (silppuna, soseena)  sekaravintona  eikä  tabletteina (pellets).  (Barrier-Guillot et al.  1996).
Vehnänäytteiden kesken saattaa  fytaasin aktiivisuus olla hyvinkin  vaihteleva ( 915- 1581 U/ kg).( Eeckhout et de paepe 1994). Paljon tästä erosta on selitettävissä cultivarien eroilla  (Barrier-Guillot et al.  1996). ja lisäksi mahdollisesti  jyvien varastoimisajoilla ja  olosuhteilla. Tämänkaltaisen  ravintoaineiden fytaasiaktiivisuuden suuren  vaihtelevuuden takia tätä ei voi pitää  useimmissa markkinointiin tähtäävässä  siipikarja ja  possukarja taloudessa  johdonmukaisena lähteenä 

Kasvifytaasien optimaalinen lämpötila on 45- 60 C asteen  rajoissa. (Wodzinki et Ullah  1996). Kasvifytaasit kuitenkin  inaktivoituvat ositain tai kokonaan ylikuumentumisesta tai  korkealämpöisessä höyryssä  tabletoitumisesta (high-steam pelleting) (Ravindran et al.  1995). Lisäksi Philippy (1999) osoitti, että  vehnän fytaasi menettää huomattavasti aktiivisuuttaan, jos sitä inkuboidaan pepsiinillä, proteolyyttisellä  ruoansulatusentsyymillä. Kasvifytaasin lämpöstabiliteetti ei ole hyvä ja  sitä pidetään  ensisijaisena haittana kun dieettejä  tehdään tablettimuotoon.  Ke karjantuottajat, jotka käyttävät  sekaravintorehuja ( joissa  ei ole tabletteja, pellets), saattanevat  saada jotain  etua kasvisfytaasien taholta, mutta  heidän on otettava huomioon niille ominainen  vaihtelevuus. . 

Bakteerien, sienien, homeiden  ja hiivan fytaasi 

Kun on sisällytetty siipikarjan ja sikakarjan dieetteihin  (home)sieniperäistä fytaasia,  on  saatu fosforin retentioon huomattavaa paranemista.  Kun  sieniperäistä fytaasia sisällytettiin  vähintäin 1000 U/kg  possujen maissi/SBM ( soya bean meal) - pohjaiseen rehuun, lisääntyi fosforin retentio 52 prosentista 64 prosenttiin ( Kornegay  1999).  Myös broilereilla saatiin fosforiretentio kohenemaan  50 prosentista 60 prosenttiin lisäämällä sieniperäisä fytaasia (Kornegay et al. 1996, Simons et al. 1990). 
 Fytaasilisän tehokkuus kuitenkin riippuu mikrobilähteestä, entsyymin muodosta (kalvosta,  partikkelin koosta ym) , lämpötilasta ja entsyymin optimaalisesta pH-alueesta,  dieetin mineraalikoostumuksesta ( Ca, Fe, Mg, Cu ja Zn),muista   ingredienteistä,  joita dieetissä on käytetty,  dieetin  valmistusmenetelmästä, dieetin antomuodosta ( tabletteina, sosettuna sekaravintona tai nesteenä), fytaasilisän asemasta  ( tablettien  jälkeen  tai  ravinnon sekoituksen jälkeen), D-vitamiinin aineenvaihduntatuotteiden tyypistä ja pitoisuudesta, eläimen terveyden ( sairauden) tilasta ja muista  tekijöistä ( Ravindran et al.  1995).

Kaupallisia fytaaseja  tuotetaan tavallisesti käyttämällä rekombinantti DNA-teknologiaa. Esimerkiksi bakteerin fytaasigeeniä on viime aikoina kiinnitetty hiivaan kaupallisessa  tuotannossa.  Viimeaikainen geenin kiinnittämisteknologia  on suuresti  parantanut fytaasien toiminnallista käyttöä kohentamalla niiden  lämpöstabiliteettia, pH spesifisyyttä ja  pilkkoutumisen vastustuskykyä  muita ruoansulatusentsyymejä kohtaan  eläimessä.  

Yhteenvetoa

Fytaasientsyymi on uusi ja taloudellinen työväline  koostettaessa  karjan ravintoa (siipikarjan ja possujen  dieettejä), sillä  se parantaa fosforin hyödyhtämistä fytiinistä, joka on  ravintoaineiden fosforin varastoitumismuoto.
Koska fosforin retentio on vielä paljon alapuolella hypoteettisen 100 %:n maksimin, on olemassa melkoisesti  tilaa  fyttiiniper'äisen fosforin vapautumisen parantamiselle  ja kokonaisfosforin retention kohentamiselle siipikarjassa ja possukarjassa. 

(KOMMENTTI:
 Tässä puhutaan  broilereitten ja  possukarjan  kasvatuksesta  ihmisen syötäväksi)
 Lähdeviitteet ovat valaisevia myös. 
Suom. 9.2. 2015