瘤胃肽代谢的研究进展

瘤胃是反刍动物特有的消化器官，瘤胃蛋白质代谢的调控将是今后长时期内反刍动物营养研究的重点。肽作为蛋白质降解的中间产物，在氨基酸消化、吸收和代谢中起着重要作用。肽是瘤胃微生物的重要营养来源，包括细菌、原虫和真菌都具有水解蛋白质的能力，利用蛋白质降解产物-肽、氨基酸和氨-作为氮源以维持其生长，并合成微生物蛋白。作者从蛋白质在瘤胃消化过程中肽的释放和降解、瘤胃内肽的吸收、瘤胃肽代谢的调控、肽对瘤胃微生物的营养作用等方面阐述了当前瘤胃肽代谢的研究进展。     

肽在瘤胃微生物代谢中的作用

瘤胃微生物蛋白酶水解蛋白质生成肽,半胱氨酸蛋白酶是瘤胃中的最主要的蛋白酶,但也存在其它蛋白酶,如丝氨酸蛋白酶。许多原虫、细菌和真菌均具有水解蛋白质的的能力。动物之间的蛋白酶存在差异。由蛋白水解酶形成的肽经肽酶分解为氨基酸。不同类型的肽其断裂的速度不同,这主要与其化学组成特别是N-末端结构有关。瘤胃微生物很难分解N-末端乙酰化肽,甚至经过数周,N-末端乙酰化肽也未分解。但小鼠仍可利用N-末端乙酰化肽中的氨基酸,整个氨基酸由于乙酰化而使营养价值降低。瘤胃中具有肽酶活性的,最主要的菌属为Pre-votella,通过其二肽酶活性,从寡肽N-末端释放二肽而非游离氨基酸。对Prevotella菌二肽酶突变体研究发现:通过抑制Prevotella二肽酶活性或吸收肽的速率有可能降低肽的水解速度。肽和氨基酸可刺激瘤胃微生物的生长,且是保证许多菌种在快速发酵的底物中获得最佳生长所必需的。许多菌种能在营养富集培养基中利用氨基酸前体来满足其氨基酸需要的90％。Cellulolytic菌种有些例外,但其细胞中仍有50％的氮来自氨基酸前体。然而微生物利用氨或肽和氨基酸合成蛋白质的程度要由它们各自浓度决定,一般体外实验利用氨基酸前体和肽比体内实验利用多些。     

瘤胃微生物对肽的利用

围绕瘤胃微生物对肽的利用这一主题,揭示肽在瘤胃内的积累现象及肽对瘤胃微生物的促生长作用,从瘤胃微生物肽酶的活性、肽的理化参数对肽在瘤胃内代谢的影响及合成肽的代谢研究３个方面勾画出了当前反刍动物营养学研究领域内肽的代谢研究现状,并指明了今后的研究方向。     

瘤胃微生物的肽营养

自６０年代以来,瘤胃微生物的氮素营养研究大体经历了非蛋白氮利用研究（Ｈｏｌｔｅｒ等,１９６８）〔１〕、饲料蛋白质降解（新体系）研究（Ｏｒｓｋｏｖ等,１９７９）〔２〕和肽营养研究（Ｗａｌａｃｅ等,１９８９;Ｙａｎｇ等,１９９２）〔３～４〕三个阶段。最近...     

硒在瘤胃内的代谢及其对瘤胃发酵的影响

早在1818年,硒就作为一种矿物元素被发现,但是之后的几十年里一直被视为一种有毒元素,直到1957年硒的生物学作用首次在小鼠中发现之后,其生物学功能才引起重视。动物体内的硒主要以含硒氨基酸(硒半胱氨酸和硒蛋氨酸)的形式结合在硒蛋白(酶)中,并通过硒蛋白(酶)调节动物机体的自由基代谢、抗氧化、免疫、生殖、细胞凋亡和内分泌等功能。反刍动物日粮中的硒和瘤胃微生物代谢之间存在着相互作用,对硒的生物利用效率和瘤胃发酵产生影响,本文将对此进行综述。1瘤胃内硒的代谢1.1瘤胃微生物对硒的代谢作用1.1.1含硒蛋白的合成瘤胃微生物对硒的代谢…     

瘤胃微生物对肽的利用

围绕瘤胃微生物对肽的利用这一主题,揭示肽在瘤胃内的积累现象及肽对瘤胃微生物的促生长作用,从瘤胃微生物肽酶的活性、肽的理化参数对肽在瘤胃内代谢的影响及合成肽的代谢研究３个方面勾画出了当前反刍动物营养学研究领域内肽的代谢研究现状,并指明了今后的研究方向。     

常见芳香族和脂环族化合物在反刍家畜瘤胃内的代谢

芳香族化合物在反刍动物瘤胃的厌氧微生物作用下,通过水解、还原等反应,发生生物转化和矿化。不同的芳香族和脂环族化合物具有各自的代谢特点与途径:羟基桂皮酸经微生物氢化形成的羟基-3-苯丙酸,再经O-脱甲基作用和脱羟基作用转变为3-苯基丙酸;羟基苯甲酸经脱羧和脱甲氧基作用转化为简单酚类;消化道内的微生物对环己烷羧酸转化为苯甲酸的芳香化过程不起作用,仅对奎尼酸和莽草酸转化为环已烷羧酸的过程起作用;氨基酸通过瘤胃微生物降解的可能途径主要是Stickland反应,即氨基酸通过氧化还原机理脱氨;香豆素可能不是哺乳动物体内苯甲酸的前体物质,瘤胃微生物对类黄酮降解的方式与大肠微生物不同;不同类型的单宁降解不同:水解单宁的尿代谢物一般与五倍子酸的分解产物一样,如果缩合单宁单体间稳定耦合链被断裂,那么其代谢途径可能与简单类黄酮的代谢过程类似;木质素单体很容易被生物转化,但木质素低聚体能经受一定程度的解聚作用。     

微量元素硒在瘤胃中的代谢及其对瘤胃发酵的影响

硒是人和动物的必需微量元素,无论何种形式的硒都不在瘤胃内吸收,但由于瘤胃微生物的作用及硒存在形式的不同,硒会在瘤胃内发生状态的改变,同时会对瘤胃发酵产生一定的影响,从而影响硒的生物利用率及日粮中营养物质的降解和利用.文章就微量元素硒在瘤胃中的代谢及对瘤胃发酵的影响两个方面进行综述.     

不同蛋白质饲料对瘤胃内小肽浓度的影响

选用4只体重30 kg左右,安装永久性瘤胃瘘管的内蒙古苏尼特羊,研究饲料不同蛋白来源对瘤胃内小肽浓度的影响。试验采用4×4拉丁方设计,选取鱼粉、豆粕、酪蛋白、玉米蛋白粉4种蛋白质原料,按14%粗蛋白水平配制单一蛋白源日粮(精粗比3∶7),每只羊每天喂料量1 kg,代谢能供给量为1.2倍维持需要。试验结果表明:不同蛋白源在瘤胃中肽的释放的种类和数量在不同时间点都不尽相同,大多数小肽在2~6 h浓度达到峰值。玉米蛋白组、鱼粉组、豆粕组在瘤胃内6 h的小肽累积量顺序为:Pro-Leu>Val-Val>Pro-Ala>Met-Met;酪蛋白组瘤胃内6 h的小肽累积量顺序为:Pro-Leu>Pro-Ala>Val-Val>Met-Met。进一步证实,从氮端起第一位氨基酸残基是Pro,又有疏水性氨基酸结构的小肽,或者两种结构特点居其一的小肽,有抗瘤胃微生物降解的特性。     

牦牛瘤胃代谢研究进展

瘤胃在反刍动物的消化代谢过程中发挥了非常重要的作用,牦牛作为一种反刍动物,其瘤胃代谢是牧草进入体内开始消化利用的关键环节.由于牦牛是一种常年生活在青藏高原特殊地域环境中的放牧家畜,因此牦牛的瘤胃代谢与其他反刍动物相比存在许多特异性.本文对牦牛瘤胃代谢的研究现状、影响因素以及评价指标进行了较全面的综述.     

醋酸棉酚对绵羊瘤胃微生物数量及消化代谢的影响

本试验旨在研究添加醋酸棉酚后绵羊瘤胃微生物数量、瘤胃液代谢指标、水解酶活性的变化,探究醋酸棉酚对绵羊瘤胃微生物数量及消化代谢的影响。试验选用8只3岁左右、平均体重为(49.13±4.70)kg的健康哈萨克羊,安装永久性瘤胃瘘管后随机分为2组(每组4只),分别为对照组和试验组,试验分为2期,每期25 d。所有羊只饲喂同一营养水平粉状精料,每只羊每天粉状精料饲喂量为体重的1.50%,小麦秸秆及苜蓿为体重的1.00%,玉米青贮为体重的0.05%(干物质基础),混合饲喂,自由饮水;在此基础上,试验Ⅰ期试验组饲粮每天每只添加600 mg醋酸棉酚,试验Ⅱ期饲粮每天每只添加1 200 mg醋酸棉酚。结果表明:添加醋酸棉酚对绵羊瘤胃液pH及细菌总数量无显著影响(P>0.05),饲喂前(即0h)试验组绵羊瘤胃液氨态氮浓度显著高于对照组(P<0.05),饲喂后6.0、9.0、12.0 h,试验组绵羊瘤胃液挥发性脂肪酸浓度显著低于对照组(P<0.05),试验Ⅰ期各时间点试验组绵羊瘤胃原虫总数量极显著低于对照组(P<0.01),饲喂后3.0h,试验组绵羊瘤胃液纤维素酶活性显著高于对照组(P<0.05),饲喂后9.0、12.0 h,试验组绵羊瘤胃液蛋白酶活性极显著低于对照组(P<0.01);试验Ⅱ期,饲喂后6.0 h,试验组绵羊瘤胃液蛋白酶活性显著低于对照组(P<0.05),饲喂后12.0h极显著低于对照组(P<0.01);添加醋酸棉酚后瘤胃液中棉酚的浓度在饲喂后1.5、3.0 h最高。综上,醋酸棉酚在初期摄入后显著降低绵羊瘤胃原虫数量;醋酸棉酚通过抑制绵羊瘤胃液蛋白酶活性,降低瘤胃液中戊酸、异戊酸及异丁酸的浓度而对瘤胃内蛋白质消化代谢产生影响,这种作用主要发生在摄入醋酸棉酚6.0 h后;醋酸棉酚对绵羊瘤胃液中的纤维素酶、淀粉酶的活性整体没有显著影响。     

阴阳离子平衡对山羊瘤胃代谢参数的影响

选用安有永久性瘤胃瘘管的黄淮山羊6只,随机分为3组,分别饲喂3种不同水平阴阳离子平衡(A组332 mEq/kgDM、B组418mEq/kgDM、C组496 mEq/kgDM)的日粮,研究日粮阴阳离子平衡对瘤胃代谢参数的影响.结果表明:提高日粮阴阳离子水平可以有效地提高瘤胃液的pH值,在饲喂后8 h 差异显著(P<0.05);随着DCAB的增加,丙酸、丁酸含量增加,但乙酸的相对含量减少,其中试验B组乙酸(418 mEq/kgDM)最高,试验C组最低(P>0.05),试验A组丙酸、丁酸的含量(332mEq/kgDM)最低,且试验A组和试验B组、试验C组丁酸含量差异显著(P<0.05),但乙酸/丙酸、乙酸/(乙酸+丙酸)的比例却逐渐降低;氨态氮的含量随着阴阳离子含量的增加而降低,在整个采样期间变化有波动.     

瘤胃添加DL-蛋氨酸对槐山羊瘤胃消化代谢的影响研究

为研究DL-蛋氨酸对瘤胃消化代谢的影响，本试验选取4只体重约30 kg，装置永久性瘤胃瘘管的槐山羊，采用4×4拉丁方设计，在4期试验中分别经瘤胃投饲0（对照组）、4、6、8 g/d·只 DL 蛋氨酸。结果表明:①与对照组相比，给槐山羊投饲6～8 g/d·只DL-蛋氨酸，显著降低瘤胃液pH，但不影响瘤胃液氨态氮浓度。②〖JP3〗各处理组分别提高乙、丙、丁酸平均浓度7.2%～30.1%、43.6%～102.3%、15%～35.4%，总VFA平均浓度提高幅度为13.3%～38.3%，基本上各处理组在添加6～8 g/d·只达到显著水平。③添加8 g/d·只 DL-蛋氨酸可以显著提高前胃干物质、半纤维素的消失量，分别为85和45 g/d，消失率分别提高6.6%、12.2%。以及提高钙到达十二指肠的量和率。前胃纤维素的消失量和消失率均有随添加量增加而增加的趋势。以上结果提示：供给槐山羊6～8 g/d·只 DL-蛋氨酸是可以改善瘤胃对干物质和粗纤维的消化和瘤胃代谢状况的。     

日粮因素对反刍动物瘤胃消化代谢影响的研究现状

本文对反刍动物的瘤胃发酵作了总结,其中重点阐述了通过日粮组成对瘤胃消化代谢产物的影响,以便最大限度地发挥瘤胃发酵的有益方面,提高饲料的利用效率和生产性能。     

反刍家畜瘤胃微生物群体感应

群体感应(quorum-sensing,QS)是一种微生物细胞间的通讯机制,微生物通过分泌信号分子来感知细胞(群体)密度,并在信号分子达到一定浓度时,通过调节特定基因的表达来调控群体内微生物众多生理生化过程的行为.研究发现群体感应广泛存在于微生物界,并在调控微生物间的共生或竞争中发挥了重要作用.反刍家畜瘤胃适宜的环境(如恒定的温度、pH及充足的养分)为众多微生物的生长提供了良好条件,同时,这些瘤胃微生物在对营养物质进行降解时存在着复杂的共生、竞争关系.目前,研究人员经研究证实反刍家畜瘤胃微生物同样具有群体感应,本文对反刍家畜瘤胃微生物群体感应的研究进展进行了综述,并对今后该领域的研究作出了展望.     

瘤胃微生物对硝基化合物的代谢转化与脱毒机制研究进展

硝基化合物是指化学结构中含有硝基(-NO2)官能团的化合物.黄芪、冠花、木兰属等牧草植物中含有的天然硝基化合物(3-硝基丙醇和3-硝基丙酸)以及化学工业合成的硝基化合物(硝基烷烃、硝基乙醇、3-硝基酯-1-丙醇等)均能够高效抑制瘤胃发酵甲烷的生成,而其自身能够被瘤胃微生物所代谢利用.本文重点围绕硝基化合物的分类及其脱毒...     

基于组学技术研究反刍动物瘤胃微生物及其代谢功能的进展

瘤胃微生物对反刍动物的生产效率和健康状况以及温室气体的排放起着至关重要的作用,而采用不同的研究方法和手段揭示瘤胃生态系统中微生物群落的结构组成和代谢功能是该研究领域的热点和重点。本文综述了采用多组学(宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学和代谢组学)技术,结合不断发展的仪器分析和生物信息技术,研究反刍动物瘤胃微生物组成、基因组功能及代谢方面的最新进展,旨在为进一步调控瘤胃微生物以提高反刍动物生产和减轻环境污染提供新的技术手段和理论基础。     

腐植酸钠对绵羊瘤胃消化代谢的影响

选4只安装永久性瘤胃瘘管和十二指肠瘘管的中国美利奴(新疆型)细毛羊,采用4×4拉丁方设计,分别添喂腐植酸钠0、2、4、6g/d,以研究其对绵羊瘤胃消化代谢的影响。结果表明:采食后3h,4g/d组和6g/d组的瘤胃pH值分别比对照组降低了1.26%和1.10%(P<0.05)。采食后3h,2g/d组、4g/d组和6g/d组的瘤胃液氨态氮浓度分别比对照组降低了13.75%、18.09%和16.03%(P<0.01)。添加4g/d组显著提高了干物质、有机物的前胃消失量和消失率(P<0.05),添加6g/d组显著提高了干物质的前胃消失量(P<0.05);微生物蛋白到达小肠量有随腐植酸钠添加量的增加而提高的趋势(P>0.05)。添加腐植酸钠有提高羊瘤胃微生物合成的作用,因而可促进瘤胃消化代谢。     

海南霉素对体外瘤胃微生物发酵和氮代谢的影响

本试验旨在研究海南霉素对体外瘤胃微生物发酵和氮代谢的影响.试验采用体外24 h培养的方法来评价海南霉素的作用,其中体外培养底物(粗蛋白质18％,中性洗涤纤维30％,酸性洗涤纤维22％)精粗比为40:60.试验分对照组(CON)、10 mg/L莫能菌素组(MON,阳性对照)以及0.1、1.0、10.0和100.0 mg/...