發(fā)布時(shí)間：2020-11-12 11:41

　　 犢牛斷奶前骨骼肌的高蛋白質(zhì)合成速率可提高其成年后的生產(chǎn)性能。骨骼肌中時(shí)刻都在進(jìn)行蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn),即分解舊的蛋白質(zhì)并重新合成新蛋白質(zhì),期間蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的必需氨基酸(EAA)會(huì)被部分氧化分解造成損失。因此,降低EAA損失并充分利用EAA進(jìn)行骨骼肌蛋白質(zhì)合成對(duì)犢牛養(yǎng)殖有著重大意義。研究表明,亮氨酸作為功能性氨基酸,既是蛋白質(zhì)合成的底物,又可作為信號(hào)分子通過激活mTOR通路促進(jìn)翻譯起始。本試驗(yàn)假設(shè)添加亮氨酸可通過激活mTOR通路促進(jìn)翻譯起始,競爭性地利用更多EAA進(jìn)入翻譯過程,從而促進(jìn)蛋白質(zhì)合成。試驗(yàn)選取10頭新生荷斯坦?fàn)倥?38±3kg),隨機(jī)分配到對(duì)照組(n=5)或亮氨酸組(添加量為1.435 g/L,n=5)。試驗(yàn)周期為8周,第1周為適應(yīng)期,第2-7周為正試期。犢牛出生1 h內(nèi)飼喂4 L初乳(IgG50 g/L),而后每天08:00及17:00共飼喂2次常乳,適應(yīng)期每次飼喂3 L,期間氨基酸的添加量以每天20%的梯度增加,并于第6天達(dá)到100%添加量。第2-3周每次飼喂3.5 L常乳,第4-8周每次飼喂4 L常乳。第3周起犢牛采食開食料,并從210 g/d逐步增加到第8周的1800 g/d,確保開食料無剩余,犢牛全程自由飲水。本文采用屠宰試驗(yàn)的方法,探究添加亮氨酸對(duì)犢牛氨基酸代謝和骨骼肌蛋白質(zhì)合成的影響,結(jié)果與結(jié)論如下:1.亮氨酸組血液蛋氨酸、蘇氨酸、組氨酸和EAA的濃度高于對(duì)照組(P0.05),精氨酸濃度低于對(duì)照組(P0.05),絲氨酸,組氨酸和甘氨酸存在處理和周齡的交互作用(P0.05),血清所有氨基酸均存在時(shí)間效應(yīng)(P0.01),第1周支鏈氨基酸(BCAA)、EAA、非必需氨基酸(NEAA)、總氨基酸(TAA)的濃度均高于其它時(shí)期(P0.05)。亮氨酸組骨骼肌游離異亮氨酸和水解苯丙氨酸的濃度低于對(duì)照組(P0.05),添加亮氨酸降低骨骼肌肌酐的濃度、谷草轉(zhuǎn)氨酶的活性(P0.05),趨于降低谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性(P=0.062)。添加亮氨酸可抑制荷斯坦?fàn)倥９趋兰〉霓D(zhuǎn)氨作用,保持機(jī)體EAA處于較高水平。2.添加亮氨酸可降低肝臟丙酮酸的濃度(P0.05),提高谷氨酸、乙酰輔酶A和葡萄糖的濃度(P0.05),血液中葡萄糖濃度(P0.05)。添加亮氨酸提高荷斯坦?fàn)倥？衫�用能量水平�?.添加亮氨酸可提高骨骼肌中哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)、真核起始因子4E結(jié)合蛋白1(4EBP1)和核糖體蛋白S6激酶1(p70S6K)的磷酸化水平(P0.05),對(duì)真核起始因子2α(eIF2α)的磷酸化水平?jīng)]有顯著性影響(P0.05),增加背最長肌的蛋白質(zhì)濃度和長度(P0.05)。添加亮氨酸可通過激活mTOR及其下游信號(hào)分子4EBP1和S6K1促進(jìn)荷斯坦?fàn)倥５鞍踪|(zhì)合成并促進(jìn)骨骼肌發(fā)育。本研究表明,亮氨酸可提高荷斯坦?fàn)倥�EAA和能量可利用水平,并通過激活mTOR及其下游信號(hào)分子S6K1和4EBP1促進(jìn)翻譯起始,從而促進(jìn)犢牛骨骼肌的蛋白質(zhì)合成及其發(fā)育。
【學(xué)位單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S823
【部分圖文】：

但在加入 AA 后迅速定位于溶酶體(Bar-Peled and Sabatini 2014)。非活性mTORC1 向溶酶體的易位取決于 Rag 蛋白的 GTP 加載狀態(tài)(楊鑫 2014)。Rag 蛋白由Rag A、B、C 和 D 組成，并以 Rag A/B 和 Rag C/D 的異二聚體形式發(fā)揮作用，而 Rag與 Raptor 的結(jié)合很大程度上依賴于 GTP 結(jié)合的 Rag A/B 和 GDP 結(jié)合的 Rag C/D(Yasemin et al. 2008)。Ragulator 蛋白復(fù)合物與 Rag 蛋白相互作用，并將其與溶酶體連接，也被認(rèn)為是mTORC1在對(duì)AA和生長因子的反應(yīng)中激活的重要組成部分(Yasemin etal. 2010; Liron et al. 2012)。Ragulator 還可作為 Rag 蛋白的鳥嘌呤核苷酸交換因子，優(yōu)先結(jié)合與 GDP 結(jié)合的 RagA/B，促進(jìn) GDP 與 GTP 的交換及 mTORC1 向溶酶體的轉(zhuǎn)運(yùn)(Liron et al. 2012)。此外，Rag-Ragulator 相互作用的強(qiáng)度依賴于 AA，如果亮氨酸充足則降低 Rag 結(jié)合親和力，反之則增加 Rag-Ragulator 的相互作用。盡管缺乏亮氨酸或AA，活性突變體 Rag BGTP / Rag DGDP 也能夠激活 mTORC1，而無活性突變體 RagBGDP/Rag CGTP 的表達(dá)則會(huì)抑制 mTORC1 的活性且與 AA 水平無關(guān)(Yasemin et al2008)。當(dāng)單獨(dú)表達(dá)野生型 Rag B 或活性突變體 Rag BGTP 時(shí)，mTORC1 活化對(duì)亮氨酸缺乏不敏感，但卻在 AA 缺乏期間降低，這表明其他 AA 可通過 Rag 蛋白調(diào)節(jié) mTORC1活性。

翻譯起始的關(guān)鍵步驟是募集 40S 核糖體亞基，其需要將 eIF4F 復(fù)合物裝配到加帽的 mRNA 上。eIF4F 復(fù)合物含有三個(gè)起始因子：eIF4E、eIF4G 和 eIF4A，4EBP1 與 eIF4E的結(jié)合阻止了 eIF4E 與 eIF4G 結(jié)合。然而，mTORC1 介導(dǎo)的 4EBP1 磷酸化可導(dǎo)致 4EBP1和 eIF4E 解離，讓 eIF4E 可以與加帽 mRNA 的結(jié)合，從而招募 eIF4G 和 eIF4A 形成完整的 eIF4F 復(fù)合物(Xiaoju Max and John 2009)。S6K1 通過磷酸化與核糖體相關(guān)的多個(gè)下游底物促進(jìn)蛋白質(zhì)合成，包括調(diào)控翻譯起始因子如 eIF3 和 eIF4B (Peterson and Sabatini 2005)，延伸因子如真核延伸因子 2 激酶(Eukaryotic translational initiation factor 2 kinase, eEF2k)(Wang et al. 2014)，mRNA 加工因子如 cap 結(jié)合蛋白-80 (Cap-binding protein-80，CBP-80)(Tee and Blenis 2005)。S6K1介導(dǎo)的 SKAR 磷酸化也可以通過與外顯子連接復(fù)合物的相互作用促進(jìn) mRNA 剪接，從而提高 mRNA 的翻譯效率(Xiaoju Max et al. 2008)。S6K1 還可調(diào)節(jié)核糖體的生物發(fā)生，增加核糖體數(shù)量，從而增強(qiáng)細(xì)胞驅(qū)動(dòng)翻譯的能力，這將間接作用于提高蛋白質(zhì)合成的整體速度(Dodd and Tee 2012)。

圖 1-3 骨骼肌利用蛋白質(zhì)分解產(chǎn)生的 EAA 重合成蛋白質(zhì)的循環(huán)示意圖 (Wolfe 20171-3 Schematic representation of the recycling of EAAfrom skeletal muscle protein breakdmuscle protein synthesis.氨酸代謝亮氨酸代謝特點(diǎn)CAA（亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸）的大量需求反映在它們?cè)谌�身蛋白質(zhì)特別是在骨骼肌中占 EAA 含量的 35%以上(Mahan and Shields, 1998)。B鍵方面也是較為特殊:（1）BCAA 由外周組織而非肝臟代謝；（2）BCA合成的底物，還可通過其它機(jī)制調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的代謝。氨酸分解的兩個(gè)步驟與異亮氨酸和纈氨酸共享相同的酶，分別是催化可支鏈氨基轉(zhuǎn)移酶(Branched-chain aminotransferase, BCAT)和不可逆氧化脫 α-酮酸脫氫酶(Branched-chain α-keto-acid dehydrogenase, BCKDH)。
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本文編號(hào)：2880708