蛋氨酸的瘤胃代謝與調(diào)控研究.pdf

1、蛋氨酸是動物的必需氨基酸，對于單胃動物而言，提高日糧蛋氨酸供給可滿足其對蛋氨酸的需要。然而，反芻動物由于瘤胃微生物的降解，通過日糧直接增加蛋氨酸的供給量并不能顯著改善動物對蛋氨酸的需要。包被蛋氨酸和基團修飾蛋氨酸雖然可以克服蛋氨酸的瘤胃降解，但處理成本較高。為此，本研究探討蛋氨酸瘤胃降解代謝過程中與有關酶的關系及其影響因素等，為尋求經(jīng)濟有效的瘤胃蛋氨酸降解的生物學調(diào)控方法提供理論依據(jù)。 1．瘤胃液轉氨酶的變化規(guī)律研究：于晨飼前和

2、晨飼后1 h從裝有永久性瘤胃瘺管的3只山羊瘤胃吸取瘤胃液并分別裝瓶、去除飼料顆粒，然后將每只羊飼喂前后的瘤胃液分裝至3個血清瓶中，每瓶20mL，同時每瓶加淀粉20mg。每只羊每次采集后分裝的3瓶瘤胃液隨機進行3種處理，分別加入0.1mol/L蛋氨酸10mL(蛋氨酸組)、0.1mol/L賴氨酸10mL(賴氨酸組)和去離子水10mL(對照組)，于培養(yǎng)的0、8和16 h取培養(yǎng)液測定GOT和GPT。結果表明，飼喂前的瘤胃液GPT活性隨培養(yǎng)時間的

3、延長而降低，而飼喂后的瘤胃液則相反。飼前瘤胃液添加蛋氨酸培養(yǎng)8 h的GPT和GOT活性較對照組和賴氨酸組升高，飼后瘤胃液添加賴氨酸或蛋氨酸的GPT和GOT活性均較對照組增強。結果提示，瘤胃液的采集時間和底物的賴氨酸或蛋氨酸含量均影響培養(yǎng)液中GOT和GPT‘活性。 2．蛋氨酸含量變化與有關代謝酶的相關關系：三只羊瘤胃液混勻后分裝至12個血清瓶中，每瓶40mL，隨機分成蛋氨酸組和對照組，每組6瓶，兩組每瓶再分別添加0.25mol/L

4、 L-蛋氨酸和去離子水8mL。于培養(yǎng)的0、8h和16 h取培養(yǎng)液測定GDH、Y-GT、 GOT、 GPT、UN和游離蛋氨酸。結果表明，對照組的16 h GPT與16 h GOT和16 h蛋氨酸濃度分別是極顯著和顯著正相關(r=0.95，r=0.86)，0 h蛋氨酸含量與16 h的含量顯著負相關(r=-0.83)；蛋氨酸組的16 h GDH與16 h蛋氨酸濃度極顯著正相關(r=0.94)， 0 h蛋氨酸與8 h GDH顯著負相關(r=-0

5、.86)，16 h蛋氨酸與8 h GPT顯著正相關(r=0.88)。結果提示： GDH在蛋氨酸的降解代謝過程中可能是通過催化谷氨酸的合成在氨基酸的代謝中起著重要的調(diào)節(jié)作用，蛋氨酸在混合瘤胃微生物中的降解與GDH顯著相關。 3．離子載體對蛋氨酸代謝的影響：利用三只裝有永久性瘤胃瘺管的山羊采用三重復自身對比設計比較了MHA和不同水平拉沙里菌素對瘤胃液和血液中游離蛋氨酸、GDH、γ-GT、GOT、GPT、UN的影響。分期進行測定，每期

6、6天，第一期飼喂基礎草料(對照期)，第二期和第三期在飼喂對照料的基礎上再添加蛋氨酸和拉沙里菌素，只是兩期拉沙里菌素投飼量不同(23mg/d和30mg/d)，第四期飼喂對照期日糧，第五期投飼MHA(18.75g/)，然后于各期的最后一天晨飼前、飼喂后2 h和5 h分別采集試羊瘤胃液和血液測定游離Met、GDH、γ-GT、GOT、GPT和UN。結果表明，與對照組和MHA組相比，拉沙里菌素可顯著提高瘤胃液中的游離蛋氨酸含量(P<0.01)和降

7、低GPT的活性(P<0.05)，使血清游離蛋氨酸濃度升高和γ-GT活性增強(P<0.05)，可顯著提高飼前血清中GDH活性。MHA飼喂2 h后血清游離蛋氨酸濃度顯著升高(P<0.05)。結果提示，拉沙菌素可通過抑制GPT、調(diào)節(jié)DGH等的協(xié)同作用限制蛋氨酸的瘤胃降解，具有瘤胃微生物利用蛋氨酸的功能。 4．蛋氨酸或賴氨酸作為惟一氮、碳對瘤胃微生物氨基酸代謝的影響：將瘤胃后分裝至9個含維生素和礦物質培養(yǎng)基100札、瘤胃液5 mL的血清

8、瓶中，然后被隨機分成3組，即對照組、蛋氨酸組和賴氨酸組，每組3瓶。對照組不加任何氨基酸，蛋氨酸組和賴氨酸組每瓶分別注入1 mL 0.1 mmol/L L-蛋氨酸和1 mL 0.1mmol/L L-賴氨酸。于培養(yǎng)的0、8和16 h取培養(yǎng)液測定GOT、GPT和游離氨基酸。結果表明，以蛋氨酸作為氮源和碳源時，使產(chǎn)物中游離Gly增加，使培養(yǎng)16 h培養(yǎng)液中的游離組氨酸(His)含量提高(P<0.05)，纈氨酸(Val)迅速消耗殆盡。當以賴氨酸作

9、為氮源和碳源時培養(yǎng)液中His含量降低(p<0.01)，同時可提高甘氨酸(Gly)含量(p<0.05)。結果提示，Val、Cys-s、Ser和His可能對以蛋氨酸為惟一氮源和碳源的瘤胃微生物是十分重要的氨基酸。His可能是以賴氨酸為唯一氮源和碳源瘤胃微生物生長的重要氨基酸。 5．瘤胃蛋氨酸降解菌的分離及其16S rDNA全序列分析：對山羊瘤胃液中經(jīng)分離純化得到的一株蛋氨酸降解菌MB6-1，采用PCR方法擴增出16S rDNA基因，

10、并測定其基因的核苷酸全序列，基于16S rDNA序列的同源性比較和系統(tǒng)發(fā)育學分析，發(fā)現(xiàn)MB6-1可能是普羅威登斯菌屬(Providencia)中的一個新種。菌株MB6-1的16S rDNA序列已經(jīng)被GenBank數(shù)據(jù)庫收錄，其序列號為DQ436917。 綜上所述，瘤胃液的采集時間和底物的氨基酸類型均影響體外培養(yǎng)液中GOT和GPT活性。蛋氨酸在混合瘤胃微生物中的降解與GDH顯著相關。在氮源缺乏的條件下，瘤胃微生物可能通過γ-GT、