Фитаза

Перейти к навигацииПерейти к поиску

Фитазы (мио-инозитол-1,2,3,4,5,6-гексакисфосфат-фосфогидролазы) — группа ферментов, относящихся к подклассу фосфатаз, осуществляющих высвобождение хотя бы одного фосфат-иона из молекулы фитиновой кислоты. В результате гидролиза фитиновой кислоты образуются низшие, то есть содержащие менее шести остатков фосфорной кислоты, инозитолфосфаты, инозитол и неорганический фосфат, а также высвобождаются связанные с фитатами катионы.

История открытия

Впервые фитазная активность была обнаружена в рисовых отрубях[1][2] и крови телят[2][3], то есть в составе различных живых организмов. Позже фитазы были найдены у бактерий и грибов, в том числе дрожжей. Считают, что в составе пищеварительных секретов моногастричных животных, включая человека, отсутствуют фитазы, а гидролиз фитатов осуществляется под воздействием ферментов микрофлоры и кислой среды желудка. Сегодня известно множество ферментов с фитазной активностью, число которых постоянно растет (Haefner S. et. al.[4], 2005; Oh B. C. et. al., 2004; Vats P., Banerjee U. C., 2004).

Ферментативные свойства

Фитазы относятся к классу гидролаз и подклассу фосфатаз, которые катализируют гидролиз моноэфиров фосфорной кислоты. Фитазы осуществляют ступенчатое отщепление ортофосфат-ионов от фитиновой кислоты с образованием в качестве промежуточных продуктов пента-, тетра-, три-, ди- и монофосфатов инозитола (Nayani N. R., Markakis P., 1986).

В соответствии с Международной номенклатурой ферментов IUPAC-IUBMB различают три типа фитаз: 3-фитазы, 5-фитазы и 4/6-фитазы. Фитазы различных типов начинают трансформацию фитиновой кислоты с гидролиза эфирной связи при различных атомах углерода инозитольного кольца, в результате чего образуются различные изомеры низших инозитолфосфатов. Механизм гидролиза фитатов и структура белковых молекул фитаз одного типа могут различаться. Фитазы одного и того же типа могут быть отнесены к кислым, нейтральным или щелочным фосфатазам, в зависимости от оптимального уровня рН.

Применение в животноводстве

Большая часть (около 2/3) общего фосфора в растительных кормах представлена в виде солей фитиновой кислоты — фитатов (Simons P. C. M. et. al., 1990). Фитаза осуществляет как синтез, так и гидролиз фитиновой кислоты. Вследствие неспособности сельскохозяйственных животных и птицы продуцировать эндогенную фитазу, фосфор, кальций, белки и другие связанные фитиновой кислотой питательные вещества, становятся менее доступными. Для рационального использования питательного потенциала кормов и получения более экономичной и экологически чистой продукции животноводства и птицеводства целесообразно использовать микробную фитазу. Обогащение рациона микробной фитазой делает более доступными фосфор, кальций, цинк и медь, улучшает переваримость корма и стимулирует прирост живой массы. Эффективность использования микробной фитазы зависит от дозы, соотношения в рационе кальция и фосфора (Са: Р), обеспеченности витамином D3, состава рациона, возраста и генетических особенностей животных и птицы[5].

Примечания

  1. ↑ Suzuki, U.; Yoshimura, K.; Takaishi, M. (1907). "Über ein enzym 'Phytase' das anhydro-oxy-methylen diphosphorsaure' spalter" [About the enzyme “phytase”, which splits anhydro-oxy-methylene diphosphoric acid] (PDF). Bulletin of the College of Agriculture, Tokyo Imperial University. 7: 502—512. Архивировано (PDF) 21 августа 2021. Дата обращения: 21 августа 2021.
  2. ↑ 1 2 Kumar, V.; Sinha, A. K.; Makkar, H. P. S.; Becker, K. (2010-06-15). "Dietary roles of phytate and phytase in human nutrition: A review". Food Chemistry. 120 (4): 945—959. doi:10.1016/j.foodchem.2009.11.052. ISSN 0308-8146.
  3. ↑ McCollum, E.V.; Hart, E.B. (1908). "On the occurrence of a phytin-splitting enzyme in animal tissues" (PDF). Journal of Biological Chemistry. 4 (6): 497—500. doi:10.1016/S0021-9258(17)36370-6. Архивировано (PDF) 27 февраля 2020. Дата обращения: 21 августа 2021.
  4. ↑ S. Haefner [1] Архивная копия от 24 мая 2015 на Wayback Machine. Biotechnological production and applications of phytases / S. Haefner, A. Knietsch, E. Scholten, J. Braun, M. Lohscheidt, O. Zelder // Applied Microbiology and Biotechnology. — 2005. — Vol. 68, No. 5. — P. 588—597.
  5. ↑ О. Труфанов. Фитаза в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы, Киев: ПолиграфИнко, 2011.— 112 с.