不同形式的蛋氨酸源在猪不同细胞系中的代谢特征和对细胞功能的影响
发布时间：2021-11-08 12:00
蛋氨酸（Methionine,Met）不仅是蛋白质合成的底物之一,而且还通过代谢参与了其它众多的生物学事件。Met的代谢途径主要包括转甲基代谢、氨丙基转移、转硫基代谢与再甲基代谢。Met的转甲基代谢产物S-腺苷蛋氨酸（S-adenosylmethionine,SAM）可以为DNA、RNA以及组蛋白的甲基化修饰提供甲基供体;转硫基代谢产物半胱氨酸（Cysteine,Cys）、谷胱甘肽（Glutathione,GSH）、牛磺酸（Taurine,Tau）可发挥抗氧化功能;氨丙基转移代谢产物中精胺、亚精胺和腐胺对细胞的增殖有重要的调控作用,此过程代谢生成的5-甲硫腺苷（5-methylthioadenosine,MTA）则可以作为Met再合成的底物;而再甲基代谢则可以利用中间代谢产物同型半胱氨酸（homocysteine,Hcy）重新合成Met,从而调节细胞内Met含量的相对平衡。Met是猪重要的限制性氨基酸,在饲料中常用的Met补充剂主要有DL-蛋氨酸（DL-Methionine,DL-Met）、DL-蛋氨酸羟基类似物（DL-2-hydroxy-4-（methylthio）butyric a...
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Met代谢示意图
不同形式的蛋氨酸源在猪不同细胞系中的代谢特征和对细胞功能的影响94.2Met源转化为L-Met的酶促反应L-Met是参与动物体中间代谢或者用于蛋白质合成的唯一的Met形式。D-Met（D-methionine,D-Met）、DL-HMTBA和DL-MM在被动物利用之前都必须先转化为L-Met（DibnerandIvey1992）。寡肽N末端的Met可以被氨肽酶N（aminopeptidaseN,APN）、甲硫氨酰氨肽酶1（methionylaminopeptidase1,MetAP1）和甲硫氨酰氨肽酶2（methionylaminopeptidase2,MetAP2）水解生成游离的Met（Hoffmannetal1993,Arfinetal1995,Mabjeeshetal2005）。在猪的多种组织与细胞中，APN均有广泛的表达，尤其是在仔猪小肠中有大量表达（Feraccietal1981,Sjstrmetal2002）。甲硫氨酰氨肽酶在猪体内广泛表达，分为MetAP1与MetAP2两种亚型（Arfinetal1995）。DL-MM在肽酶作用下生成D-Met与L-Met。三种Met源在体内转化为L-Met的步骤如图1-3：首先，D-HMTBA、L-HMTBA与D-Met发生氧化反应并产生2-羰基-4-(甲硫基)丁酸（酮式Met）。接下来，酮式Met在转氨酶的催化下生成L-Met，负责催化各Met源转化为L-Met的关键酶如图1-2所示。其中，催化生成酮式Met的反应是各Met源转化为L-Met的限速步骤（DibnerandKnight1984）。参与此过程的关键酶主要存在于动物的肝脏、肾脏、肠道等组织，且在肝脏中的活性相对较高（DibnerandKninght1984,BracheandPuigserver1987,Fangetal2010b,Zhangetal2018）。图1-2不同Met源转化为L-Met的主要过程Fig1-2.ThemainprocessofconvertingdifferentmethioninesourcesintoL-Met
不同形式的蛋氨酸源在猪不同细胞系中的代谢特征和对细胞功能的影响13转运的重要因素（Allaireetal2000,Haywardetal2016）。其中，胎盘血管内皮细胞参与胎盘血管系统的构建，滋养层中含有丰富的营养物质转运体。PIEC是常用于研究猪血管生成的细胞材料外（Yangetal2008,Wangetal2018），而pTr2细胞也被用于间接反映营养物质对母猪繁殖性能的影响（郭棚2017）。本实验室前期研究显示，提高PIEC细胞培养基中Met的含量可以促进细胞血管生成，并提高了大部分Met代谢产物的含量与SAM/SAH值；在妊娠母猪日粮中添加含有不同蛋赖比的日粮也会影响母猪胎盘血管发育，影响母猪血浆中SAM浓度以及SAM/SAH值（实验室未发表），这提示了在胎盘血管内皮细胞中Met发生了代谢，并且可能参与调控胎盘血管生成。然而，目前关于Met在滋养层细胞中的代谢情况知道的较少，对其功能的影响也不是十分清楚。有研究显示亮氨酸可以调控pTr2细胞中氨基酸转运体mRNA的表达（刘炀2016），而关于Met对pTr2细胞氨基酸转运的影响还未见报道。基于Met代谢的生理意义，研究Met在滋养层细胞中的代谢及对其氨基酸转运功能的影响，有利用更全面的评估Met对胎盘发育的影响。此外，在胎盘中不同Met源代谢与调控功能的研究较为匮乏，这将不利于饲料生产中Met添加剂的合理选择。图1-3上皮绒毛膜胎盘组织层分布（修改自Pateletal2017）Fig1-3.Tissuedistributionofepithelialchorionicplacenta（modifiedfromPateletal2017）
【参考文献】：
期刊论文
[1]Methionine adenosyltransferases in liver cancer[J]. Ben Murray,Lucia Barbier-Torres,Wei Fan,José M Mato,Shelly C Lu. World Journal of Gastroenterology. 2019(31)
[2]日粮蛋氨酸与赖氨酸比值对后备母猪生长及繁殖性能的影响[J]. 简勇军,刘国庆,赵丽红,马秋刚,计成,李峰娟,洪五一,陈家钊. 中国畜牧杂志. 2016(09)
[3]低分子量透明质酸寡糖片段介导内皮细胞增殖的信号通路[J]. 杨翠霞,刘鷖雯,何怡青,高锋. 中国生物化学与分子生物学报. 2008(03)
博士论文
[1]精氨酸对初产母猪繁殖性能及胎盘滋养层细胞增殖的影响[D]. 郭棚.东北农业大学 2017
硕士论文
[1]蛋氨酸的来源和水平对热应激北京鸭蛋氨酸代谢和肠道健康的影响[D]. 郭亮.华中农业大学 2017
[2]日粮蛋/赖比对泌乳母猪性能及蛋氨酸代谢影响的研究[D]. 赵曦晨.华中农业大学 2017
[3]亮氨酸对猪胎盘滋养层细胞增殖及氨基酸转运的影响[D]. 刘炀.华南农业大学 2016
[4]蛋氨酸类似物调节鸡肠道紧密连接蛋白表达与机理研究[D]. 于玮.江南大学 2013
[5]饲粮蛋氨酸来源和水平对哺乳—断奶仔猪生长及肠道发育的影响[D]. 李豪.四川农业大学 2013
[6]蛋氨酸与其羟基类似物游离酸在肉仔鸡体内的相对生物学效价和吸收代谢比较[D]. 肖俊峰.中国农业科学院 2006
本文编号：3483651
【文章来源】：华中农业大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：157 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
Met代谢示意图
不同形式的蛋氨酸源在猪不同细胞系中的代谢特征和对细胞功能的影响94.2Met源转化为L-Met的酶促反应L-Met是参与动物体中间代谢或者用于蛋白质合成的唯一的Met形式。D-Met（D-methionine,D-Met）、DL-HMTBA和DL-MM在被动物利用之前都必须先转化为L-Met（DibnerandIvey1992）。寡肽N末端的Met可以被氨肽酶N（aminopeptidaseN,APN）、甲硫氨酰氨肽酶1（methionylaminopeptidase1,MetAP1）和甲硫氨酰氨肽酶2（methionylaminopeptidase2,MetAP2）水解生成游离的Met（Hoffmannetal1993,Arfinetal1995,Mabjeeshetal2005）。在猪的多种组织与细胞中，APN均有广泛的表达，尤其是在仔猪小肠中有大量表达（Feraccietal1981,Sjstrmetal2002）。甲硫氨酰氨肽酶在猪体内广泛表达，分为MetAP1与MetAP2两种亚型（Arfinetal1995）。DL-MM在肽酶作用下生成D-Met与L-Met。三种Met源在体内转化为L-Met的步骤如图1-3：首先，D-HMTBA、L-HMTBA与D-Met发生氧化反应并产生2-羰基-4-(甲硫基)丁酸（酮式Met）。接下来，酮式Met在转氨酶的催化下生成L-Met，负责催化各Met源转化为L-Met的关键酶如图1-2所示。其中，催化生成酮式Met的反应是各Met源转化为L-Met的限速步骤（DibnerandKnight1984）。参与此过程的关键酶主要存在于动物的肝脏、肾脏、肠道等组织，且在肝脏中的活性相对较高（DibnerandKninght1984,BracheandPuigserver1987,Fangetal2010b,Zhangetal2018）。图1-2不同Met源转化为L-Met的主要过程Fig1-2.ThemainprocessofconvertingdifferentmethioninesourcesintoL-Met
不同形式的蛋氨酸源在猪不同细胞系中的代谢特征和对细胞功能的影响13转运的重要因素（Allaireetal2000,Haywardetal2016）。其中，胎盘血管内皮细胞参与胎盘血管系统的构建，滋养层中含有丰富的营养物质转运体。PIEC是常用于研究猪血管生成的细胞材料外（Yangetal2008,Wangetal2018），而pTr2细胞也被用于间接反映营养物质对母猪繁殖性能的影响（郭棚2017）。本实验室前期研究显示，提高PIEC细胞培养基中Met的含量可以促进细胞血管生成，并提高了大部分Met代谢产物的含量与SAM/SAH值；在妊娠母猪日粮中添加含有不同蛋赖比的日粮也会影响母猪胎盘血管发育，影响母猪血浆中SAM浓度以及SAM/SAH值（实验室未发表），这提示了在胎盘血管内皮细胞中Met发生了代谢，并且可能参与调控胎盘血管生成。然而，目前关于Met在滋养层细胞中的代谢情况知道的较少，对其功能的影响也不是十分清楚。有研究显示亮氨酸可以调控pTr2细胞中氨基酸转运体mRNA的表达（刘炀2016），而关于Met对pTr2细胞氨基酸转运的影响还未见报道。基于Met代谢的生理意义，研究Met在滋养层细胞中的代谢及对其氨基酸转运功能的影响，有利用更全面的评估Met对胎盘发育的影响。此外，在胎盘中不同Met源代谢与调控功能的研究较为匮乏，这将不利于饲料生产中Met添加剂的合理选择。图1-3上皮绒毛膜胎盘组织层分布（修改自Pateletal2017）Fig1-3.Tissuedistributionofepithelialchorionicplacenta（modifiedfromPateletal2017）
【参考文献】：
期刊论文
[1]Methionine adenosyltransferases in liver cancer[J]. Ben Murray,Lucia Barbier-Torres,Wei Fan,José M Mato,Shelly C Lu. World Journal of Gastroenterology. 2019(31)
[2]日粮蛋氨酸与赖氨酸比值对后备母猪生长及繁殖性能的影响[J]. 简勇军,刘国庆,赵丽红,马秋刚,计成,李峰娟,洪五一,陈家钊. 中国畜牧杂志. 2016(09)
[3]低分子量透明质酸寡糖片段介导内皮细胞增殖的信号通路[J]. 杨翠霞,刘鷖雯,何怡青,高锋. 中国生物化学与分子生物学报. 2008(03)
博士论文
[1]精氨酸对初产母猪繁殖性能及胎盘滋养层细胞增殖的影响[D]. 郭棚.东北农业大学 2017
硕士论文
[1]蛋氨酸的来源和水平对热应激北京鸭蛋氨酸代谢和肠道健康的影响[D]. 郭亮.华中农业大学 2017
[2]日粮蛋/赖比对泌乳母猪性能及蛋氨酸代谢影响的研究[D]. 赵曦晨.华中农业大学 2017
[3]亮氨酸对猪胎盘滋养层细胞增殖及氨基酸转运的影响[D]. 刘炀.华南农业大学 2016
[4]蛋氨酸类似物调节鸡肠道紧密连接蛋白表达与机理研究[D]. 于玮.江南大学 2013
[5]饲粮蛋氨酸来源和水平对哺乳—断奶仔猪生长及肠道发育的影响[D]. 李豪.四川农业大学 2013
[6]蛋氨酸与其羟基类似物游离酸在肉仔鸡体内的相对生物学效价和吸收代谢比较[D]. 肖俊峰.中国农业科学院 2006
本文编号：3483651
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