Введение
Фитиновая кислота — это шестифосфатный эфир инозитола (в частности, мио-изомера), также известный как инозитол гексафосфат, инозитол гексакисфосфат (IP6) или инозитол полифосфат. При физиологическом pH фосфаты частично ионизируются, образуя фитатный анион. (Мио)фитатный анион — это бесцветное вещество, играющее важную питательную роль как основная форма хранения фосфора во многих растительных тканях, особенно в отрубях и семенах. Он также содержится во многих бобовых, злаках и зерновых. Фитиновая кислота и фитат обладают высокой способностью связывать диетические минералы, такие как кальций, железо и цинк, препятствуя их всасыванию в тонком кишечнике. Полифосфаты инозитола с меньшим количеством фосфатов, чем шесть, — это эфиры инозитола, такие как пентафосфат (IP5), тетрафосфат (IP4) и трифосфат (IP3). Они встречаются в природе как продукты распада фитиновой кислоты.
Значение в сельском хозяйстве
Фитиновую кислоту обнаружили в 1903 году. Как правило, фосфор и инозитол в форме фитата не усваиваются животными, не являющимися жвачными, поскольку у этих животных отсутствует фермент фитаза, необходимый для гидролиза фосфатных связей инозитола. Жвачные животные способны переваривать фитат благодаря фитазе, вырабатываемой микроорганизмами в рубце. В большинстве коммерческих сельскохозяйственных предприятий скот, не являющийся жвачным, такой как свиньи, птица и рыба, кормят преимущественно зерновыми культурами, такими как кукуруза, бобовые и соя. Поскольку фитат, содержащийся в этих зерновых и бобовых, не усваивается, неабсорбированный фитат проходит через желудочно-кишечный тракт, повышая содержание фосфора в навозе. Использование пророщенных зерен может снизить количество фитиновой кислоты в кормах, не оказывая существенного влияния на питательную ценность. Кроме того, в нескольких сельскохозяйственных культурах были выведены жизнеспособные мутантные линии с низким содержанием фитиновой кислоты, в семенах которых значительно снижено содержание фитиновой кислоты и одновременно увеличено содержание неорганического фосфора. Однако, по имеющимся данным, проблемы с прорастанием до сих пор препятствуют использованию этих сортов. Это может быть связано с критической ролью фитиновой кислоты в хранении как фосфора, так и ионов металлов. Варианты фитата также могут быть использованы для рекультивации почв, для иммобилизации урана, никеля и других неорганических загрязнителей.
Растения
Хотя фитиновая кислота и ее метаболиты не перевариваются многими животными в том виде, в котором они содержатся в семенах и зернах, они выполняют несколько важных функций для прорастающего растения. В частности, фитиновая кислота служит хранилищем фосфора, энергии, источником катионов и мио-инозитола (предшественника клеточной стенки). Фитиновая кислота – основная форма запасания фосфора в семенах растений.
В пробирке
В клетках животных полифосфаты миоинозитола широко распространены, а фитиновая кислота (миоинозитологексакисфосфат) является наиболее распространенной, её концентрация в клетках млекопитающих варьируется от 10 до 100 мкМ в зависимости от типа клеток и стадии развития. Фитиновая кислота не поступает с пищей животных, а должна синтезироваться внутри клетки из фосфата и инозитола (который, в свою очередь, образуется из глюкозы, как правило, в почках). Взаимодействие внутриклеточной фитиновой кислоты со специфическими внутриклеточными белками было исследовано in vitro, и было установлено, что эти взаимодействия приводят к ингибированию или потенцированию активности этих белков. Инозитолгексафосфат облегчает формирование шестиспирального пучка и сборку незрелой решетки HIV-1 Gag. IP6 образует ионные связи с двумя кольцами лизиновых остатков в центре гексамера Gag. Последующий протеолитический расщепление высвобождает альтернативный сайт связывания, где взаимодействие с IP6 способствует сборке зрелой капсидной решетки. Эти исследования идентифицировали IP6 как природную малую молекулу, способствующую как сборке, так и созреванию ВИЧ-1.
Стоматология
IP6 имеет потенциальное применение в эндодонтии, адгезивной, профилактической и регенеративной стоматологии, а также для улучшения свойств и эффективности стоматологических материалов.