葡萄糖氧化酶作用機(jī)制研究及在畜禽

1、葡萄糖氧化酶(鮮爾康)作用機(jī)制研究及在畜禽生產(chǎn)中的應(yīng)用,陳寶江 博士 教授河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,幾個(gè)問(wèn)題,搞養(yǎng)殖的目的是什么?什么是我們最大的威脅？我們要怎么做？,目標(biāo)?,？ ？

2、 ？,,,威脅?,市場(chǎng)---市場(chǎng)缺少公平、商家無(wú)序競(jìng)爭(zhēng)自然----飼料、疾病、環(huán)境,方法,逃跑? 治病?預(yù)防?,如果無(wú)法逃避，就要找到出路,市場(chǎng)在現(xiàn)有條件下，忍受規(guī)律，尋找機(jī)會(huì)自然防重于治養(yǎng)重于防查找源頭，找到方法,,,查找源頭？找到方法！,動(dòng)物發(fā)病內(nèi)在原因1.有害微生物侵蝕2.

3、病毒感染3.飼料發(fā)霉4.環(huán)境應(yīng)激方法提高免疫力，練成百毒不侵身；抑制有害菌，形成銅墻鐵壁環(huán)境；殺滅霉菌，降解霉毒，提高肝臟解毒能力；穩(wěn)定腸道環(huán)境，減少生理應(yīng)激；有沒(méi)有一種全面、高效、安全的理想產(chǎn)品，完成一箭四雕的夢(mèng)想？,,葡萄糖氧化酶！,提綱,結(jié)構(gòu)特點(diǎn)作用機(jī)理應(yīng)用效果,結(jié)構(gòu)特點(diǎn),葡萄糖氧化酶（Glucose Oxides，簡(jiǎn)稱God）以FAD為輔基，每克分子酶含2克分子FAD結(jié)合在葡萄糖較深處FAD是

4、此氧化反應(yīng)的輔助因子，圖中紅色所指部位，葡萄糖結(jié)合的活性位點(diǎn)在FAD的上面，處于較深的立體結(jié)構(gòu)中，圖中星號(hào)位置所示。葡萄糖氧化酶像很多在細(xì)胞外發(fā)揮作用的蛋白質(zhì)一樣，表面被糖鏈覆蓋，圖中用綠色表示糖鏈。,發(fā)現(xiàn)與應(yīng)用,1928年由Muller首先從黑曲霉（Aspergillus niger）的無(wú)細(xì)胞提取液中發(fā)現(xiàn)葡萄劑型糖氧化酶。隨后Kusai等、Pazur和Swobod-da等分別從青霉（P.Variable）和黑曲霉中提純葡萄糖氧化酶。

5、七十年代葡萄糖氧化酶在國(guó)外應(yīng)用已很廣泛。在國(guó)內(nèi)，1960年以后有些單位也做過(guò)不少工作，主要用于蛋白片脫糖工序中。80年代，河北省微生物研究所在葡萄糖氧化酶的制備和應(yīng)用方面作了許多深入地研究，取得了突破性的進(jìn)展，先后制備了診斷用的葡萄糖氧化酶、食品用葡萄糖氧化酶、飼料用葡萄糖氧化酶等多種，目前已成為葡萄糖氧化酶專業(yè)化生產(chǎn)基地。 1999年農(nóng)業(yè)部以河北省微生物所生產(chǎn)的鮮爾康（飼料用葡萄糖氧化酶）為主要依據(jù)，制定了GOD檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，并

6、將其定為12種允許使用的飼料酶制劑添加劑之一，開始在畜牧業(yè)上應(yīng)用。,作用機(jī)理,葡萄糖氧化酶的催化反應(yīng)，按條件不同有如下三種形式：在沒(méi)有過(guò)氧化氫酶存在下，每克分子葡萄糖氧化酶氧化時(shí)消耗1mol氧。　 C6H12O6 + O2 → C6H12O7 + H2O2在有過(guò)氧化氫酶存在下，每克分子葡萄糖氧化酶氧化時(shí)消耗0.5mol氧。　　　　C6H12O6 + 1/2O2 → C6H12O7在有乙醇和過(guò)氧化氫酶存在下，過(guò)氧化

7、氫同時(shí)被用于乙醇的氧化作用，此時(shí)，每克分子葡萄糖氧化酶氧化時(shí)消耗1mol氧。 C6H12O6 + C2H5OH + O2 → C6H12O7 + CH3CHO + H2O,葡萄糖氧化酶催化反應(yīng)分子機(jī)制,影響因素-1：底物,它對(duì)β-D-吡喃葡萄糖表現(xiàn)出高度的專一性。羥基處在β-位時(shí)酶的活力比處在α-位時(shí)高約160倍。底物分子中的任何一點(diǎn)改變都會(huì)顯著降低其氧化速率。,影響因素-2：pH,最適pH值5.6。在pH3.5-6.

8、5，具有很好的穩(wěn)定性。大于8或小于2，會(huì)導(dǎo)致酶的迅速失活。,影響因素-3：溫度,葡萄糖氧化酶的作用溫度范圍較寬，最適作用溫度為30～50℃。葡萄糖氧化酶在低溫下有很好的穩(wěn)定性。固體酶制劑低溫下（-15℃）可保存8年，常溫條件下可保存2年。,影響因素-4：抑制劑與穩(wěn)定劑,抑制劑：Hg2+、Ag+、對(duì)氯汞苯甲酸、苯肼等。腺嘌呤二核苷酸（FAD）對(duì)其結(jié)構(gòu)有穩(wěn)定作用。甘露糖、果糖以及D-阿拉伯糖對(duì)葡萄糖氧化酶有明顯的競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，不宜

9、共同使用。,作用-1：消除腸道病原菌生存環(huán)境，保持腸道菌群生態(tài)平衡,促進(jìn)有益菌生長(zhǎng)催化腸道內(nèi)的葡萄糖產(chǎn)生葡萄糖酸和過(guò)氧化氫，此反應(yīng)過(guò)程可消耗腸道內(nèi)的氧氣，為厭氧有益菌的增殖制造厭氧環(huán)境；反應(yīng)產(chǎn)物葡萄糖酸可降低胃腸內(nèi)pH值為乳酸菌生長(zhǎng)制造酸性環(huán)境；抑制有害菌感染有益菌大量增殖形成微生態(tài)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，抑制了大腸桿菌、沙門氏菌等有害菌存活，從而控制有害菌的感染，提高機(jī)體免疫力；反應(yīng)生成的過(guò)氧化氫具有滅菌作用，當(dāng)過(guò)氧化氫積累到一定濃度時(shí)，

10、直接抑制大腸桿菌、沙門氏菌、巴氏桿菌、葡萄球菌、弧菌的生長(zhǎng)繁殖。,作用-2：保護(hù)腸道上皮細(xì)胞完整 阻擋病原體侵入,畜禽處于應(yīng)激狀態(tài)時(shí)，機(jī)體會(huì)發(fā)生一系列氧化，產(chǎn)生大量的“自由基”，當(dāng)產(chǎn)生的自由基超過(guò)機(jī)體自身的清除能力時(shí)，就會(huì)破壞腸道上皮細(xì)胞，葡萄糖氧化酶具有抗氧化作用，能清除自由基，保護(hù)腸道上皮細(xì)胞完整。,作用-3：改善胃腸道酸性消化環(huán)境,葡萄糖氧化酶催化葡萄糖生成葡萄糖酸，在胃腸道內(nèi)發(fā)揮酸化劑的作用。葡萄糖氧化酶進(jìn)入胃腸

11、道后，葡萄糖酸不斷產(chǎn)生，從而使胃腸道pH值降低，偏酸的環(huán)境有利于各種消化酶保持活性，消化酶的活性好，自然助于飼料的消化。,作用-4：防止霉菌毒素中毒，保護(hù)肝臟,葡萄糖氧化酶直接抑制黃曲霉、黑根霉、青霉等多種霉菌，對(duì)黃曲霉毒素B中毒癥有很好的預(yù)防效果。促進(jìn)肝臟內(nèi)的氧化還原反應(yīng)，協(xié)助肝臟代謝毒素     當(dāng)葡萄糖氧化酶進(jìn)入動(dòng)物消化道后，一部分會(huì)進(jìn)入肝臟，加速肝臟內(nèi)的氧化還原反應(yīng)，從而加速毒性成分

12、的代謝，畜禽藥物中毒得以解除，肝臟的健康也得以更好地保護(hù)。,作用-5：保證原料、飼料的品質(zhì),防止油脂氧化酸敗油脂中加有葡萄糖氧化酶，可消耗其中的氧氣，抵制微生物的生長(zhǎng)，防止油脂酸敗變質(zhì)。,應(yīng)用-1：治療霉菌毒素中毒,畜禽因采食發(fā)霉變質(zhì)飼料引起霉菌毒素中毒癥狀，可根據(jù)病情，添加葡萄糖氧化酶，快速解除畜禽體內(nèi)的霉菌毒素，保護(hù)肝臟，畜禽迅速康復(fù)。,,,母豬繁殖障礙！,生長(zhǎng)肥育豬性能下降！,小母豬假發(fā)情、后備豬不發(fā)情？生產(chǎn)母豬流產(chǎn)、弱胎、死

13、胎、八字腳增加？產(chǎn)下乳豬陰唇紅腫？配種間隔延長(zhǎng)？,保育乳豬死亡率？嘔吐、拒食、采食量下降，推遲出欄？,我們是否面臨這樣的情況,絕大多數(shù)是因?yàn)椋好咕舅兀?霉菌毒素是某些霉菌在基質(zhì)（飼料）上生長(zhǎng)繁殖過(guò)程中產(chǎn)生的有毒二次代謝產(chǎn)物。 常見(jiàn)的有8種：黃曲霉毒素、嘔吐毒素T-2毒素玉米赤霉烯酮（F-2毒素）串珠鐮孢菌毒素赭曲霉毒素、桔霉素、麥角毒素。,國(guó)家飼料衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(GB13078—2001)中部分原料和飼料的霉菌允許

14、量,各種霉菌毒素對(duì)豬的中毒劑量和癥狀(一),各種霉菌毒素對(duì)豬的中毒劑量和癥狀(二),各種霉菌毒素對(duì)豬的中毒劑量和癥狀(三),豬黃曲霉毒素中毒,肝臟組織損壞,豬黃曲霉毒素中毒,皮膚出現(xiàn)紅斑、潰皮龜裂,胎兒畸形和致突變,玉米赤霉烯酮導(dǎo)致母豬流產(chǎn),,產(chǎn)死胎，子宮嚴(yán)重脫出,,玉米赤霉烯酮,,玉米赤霉烯酮－脫肛,,玉米赤霉烯酮 - 陰門紅腫,玉米赤霉烯酮傷害哺乳豬,哺乳仔豬陰唇紅腫,,嘔吐毒素導(dǎo)致豬拒食,T2毒素?fù)p害皮膚,,煙曲霉毒素引發(fā)肺部潰瘍

15、,推薦方法,預(yù)防長(zhǎng)期小劑量應(yīng)用鮮爾康1-3/kg飼料（15-45U/kg飼料）；治療對(duì)已發(fā)生霉菌中毒動(dòng)物，按鮮爾康4-6/kg飼料（60-90U/kg）添加，連用3天，快速解除畜禽體內(nèi)的霉菌毒素，保護(hù)肝臟，畜禽迅速康復(fù)。,作用2-減少應(yīng)激，提高食欲,條件在畜禽飼養(yǎng)過(guò)程中，各種應(yīng)激（免疫、換料、熱、轉(zhuǎn)群、斷喙、季節(jié)交替、斷奶、母豬圍產(chǎn)期等）引起的畜禽采食量下降，精神沉郁。推薦用量應(yīng)用鮮爾康3-4/kg飼料（45-60U/kg）

16、拌料7天。,作用-3：治療消化不良、頑固性腹瀉,條件因氣候、飼料中個(gè)別成分或應(yīng)激造成的畜禽生理性的消化不良、頑固性腹瀉。各種疾病伴發(fā)的病理性腹瀉。推薦用量第一階段：鮮爾康5-6/kg飼料（75-90U/kg）拌料3天，第二階段：鮮爾康3-4/kg飼料（45-60U/kg）拌料3-5天。,作用-4：協(xié)同藥物、提高療效,環(huán)境當(dāng)畜禽發(fā)生發(fā)生各種傳染病時(shí)，由于葡萄糖氧化酶能夠迅速改善畜禽的消化吸收，進(jìn)而促進(jìn)發(fā)病畜禽對(duì)藥物成分的有效吸

17、收利用，提高療效。推薦用量應(yīng)用藥物治療的同時(shí)輔以鮮爾康1-2/kg飼料（15-30U/kg）拌料,試驗(yàn)-1：高水分條件下鮮爾康的防霉效果研究,設(shè)計(jì)：（陳寶江，李江濤，2011）選擇容易發(fā)霉兩種飼料原料（玉米和花生餅），通過(guò)提高飼料水分含量和存放環(huán)境的相對(duì)濕度，以加快飼料霉變速度。方法：1.取一定量的高水分(含量18%左右)玉米和花生餅，粉碎，過(guò)40目；2.分別加入0.3%丙酸銨、丙酸鈣、鮮爾康、兩種市售商品防霉劑，充分混合均

18、勻，然后移入三角瓶中，用濾紙包扎瓶口；3.置恒溫恒濕培養(yǎng)箱中，溫度30℃、相對(duì)濕度85%的條件下培養(yǎng)。4.每天觀察霉菌的生長(zhǎng)情況，分別于第3,6天檢測(cè)霉菌菌落總數(shù),3/12/2024,結(jié)果,試驗(yàn)-2 鮮爾康對(duì)仔豬生產(chǎn)性能的影響,設(shè)計(jì)陳寶江（2013）選用200頭30日齡斷奶的三元雜交健康仔豬，公母各半，按體重隨機(jī)分為試驗(yàn)組和對(duì)照組2組，每組5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)6頭。對(duì)照組飼喂常規(guī)斷奶仔豬基礎(chǔ)日糧，試驗(yàn)組加0.2%的鮮爾康。經(jīng)過(guò)7天