βプロペラーフィターゼは不溶性Ca（2+） - 植物塩を加水分解し、フィチン酸塩の金属イオンをキレートする能力を完全に廃止します

植物は、それらと複合体を形成し、それらを不溶性塩に変換することにより、必須鉱物の生物学的利用能に影響を与える抗尿因子です。生物学的に重要な金属カチオンとの植物酸塩の結合相互作用の化学的性質をさらに理解するために、等温滴定熱量測定によるこれらの相互作用の化学量論、親和性、および熱力学を決定しました。結果は、フィチン酸塩が複数のCa（2+）に結合部位を持ち、幅の広いpH範囲（pH 3.0-9.0）にわたって不溶性の三カルシウムまたはテトラカルシウム酸塩を形成することを示唆しています。Hahella Chejuensis（HCBPP）のβプロペラーフィターゼを過剰発現し、不溶性Ca（2+） - 植物塩を加水分解しました。構造ベースの配列アラインメントは、HCBPPの活性部位に、Ca（2+） - 植物塩の結合のために好ましい静電環境を提供する複数のカルシウム結合部位が含まれている可能性があることを示しました。生化学的および速度論的研究により、HCBPPはその基質を優先的に認識し、3つのリン酸塩群部位で不溶性Ca（2+） - 植物塩を選択的に加水分解し、最終生成物2,4,6-三リン酸を得ることが確認されました。さらに重要なことに、この最終生成物のいくつかのカチオンを使用したITC分析により、HCBPPは、フィチン酸塩がいくつかの二重のカチオンを強くキレート化する能力を効率的に排除し、それによりバクテリアの成長のための栄養素として遊離ミネラルとリン酸イオンを提供することが明らかになりました。集合的に、我々の結果は、バイオアベイラビリティと二重陽イオンの吸収を高める上でのHCBPPの潜在的な応用に関する重要な新しい洞察を提供します。

Phytate is an antinutritional factor that influences the bioavailability of essential minerals by forming complexes with them and converting them into insoluble salts. To further our understanding of the chemistry of phytate's binding interactions with biologically important metal cations, we determined the stoichiometry, affinity, and thermodynamics of these interactions by isothermal titration calorimetry. The results suggest that phytate has multiple Ca(2+)-binding sites and forms insoluble tricalcium- or tetracalcium-phytate salts over a wide pH range (pH 3.0-9.0). We overexpressed the β-propeller phytase from Hahella chejuensis (HcBPP) that hydrolyzes insoluble Ca(2+)-phytate salts. Structure-based sequence alignments indicated that the active site of HcBPP may contain multiple calcium-binding sites that provide a favorable electrostatic environment for the binding of Ca(2+)-phytate salts. Biochemical and kinetic studies further confirmed that HcBPP preferentially recognizes its substrate and selectively hydrolyzes insoluble Ca(2+)-phytate salts at three phosphate group sites, yielding the final product, myo-inositol 2,4,6-trisphosphate. More importantly, ITC analysis of this final product with several cations revealed that HcBPP efficiently eliminates the ability of phytate to chelate several divalent cations strongly and thereby provides free minerals and phosphate ions as nutrients for the growth of bacteria. Collectively, our results provide significant new insights into the potential application of HcBPP in enhancing the bioavailability and absorption of divalent cations.