必需氨基酸调节奶牛乳腺合成乳蛋白和乳脂肪的作用机制

发布时间：2016-11-02 13:40

  本文关键词：必需氨基酸调节奶牛乳腺合成乳蛋白和乳脂肪的作用机制，由笔耕文化传播整理发布。

《浙江大学》 2015年

必需氨基酸调节奶牛乳腺合成乳蛋白和乳脂肪的作用机制

李珊珊  

【摘要】：本研究以奶牛乳腺细胞和组织为模型,研究必需氨基酸比例(Lys与Thr, His和Val的比例)对乳蛋白和乳脂肪合成的影响及其调节机制,为定向调控乳蛋白和乳脂肪合成,改善乳品质提供理论基础。1、氨基酸配比对奶牛乳腺合成乳蛋白的影响1.1氨基酸配比对奶牛乳腺合成乳蛋白的影响为了研究氨基酸配比对mTOR信号通路和奶牛乳腺合成乳蛋白的影响。本试验采用qPCR和Western-blot方法,测定了乳蛋白合成信号通路相关基因在转录和翻译水平的表达情况。试验处理为：1)最优氨基酸比例(OPAA; Lys:Met 2.9:1; Thr:Phe,1.05:1; Lys:Thr,1.8:1; Lys:His,2.38:1; Lys:Val,1.23:1)加mTOR抑制剂雷帕霉素组(OPAARMC,对照)；2) OPAA; 3) 2.1:1 Lys:Thr (LT2.1);4) 1.3:1 Lys:Thr (LT1.3); 5) 3.05:1 Lys:His(LH3.0); 6) 1.62:1 Lys:Val (LV1.6)。乳腺细胞在以上处理中孵育12h。OPAA组上调了SLC1A5, SLC7A5, RPS6KB1的基因表达,下调了IRS1, AKT3, TSC2, EEF1A1和EEF2的基因表达。LT2.1,LT1.3和LH3.0组均增加了SLC1A5, SLC7A5, SLC2A1, SLC2A8, STAT5B和RPS6KB1的基因表达,并减少了TSC2和EEF1A1的表达。LV1.6组与LT2.1, LT1.3和LH3.0组对SLC1A5, SLC7A5, SLC2A1, SLC2A8, STAT5B和RPS6KB1的基因表达具有相似的影响。此外,LV1.6组与OPAA和OPAARMC组相比,显著增加了mTOR的基因表达。然而,与OPAA组和OPAARMC组相比,LV1.6组上调了TSC1和TSC2,下调了EIF4EBP1的基因表达。与OPAARMC组相比,OPAA和LT1.3组增加了mTOR和S6K1的磷酸化。OPAA, LT1.3, LT2.1, LH3.0,和LV1.6组均显著增加了rpS6的磷酸化。并且,OPAA组显著增加了p-酪蛋白的表达,磷酸化的mTOR, S6K1和rpS6与p-酪蛋白具有显著的正相关。因此,OPAA组能够通过mTOR信号通路促进乳蛋白的合成。1.2 mTOR信号通路在氨基酸介导的乳蛋白合成中的作用研究为了深入研究必需氨基酸对乳蛋白合成信号通路的调节机制,本试验检测了无必需氨基酸,添加必需氨基酸和苏氨酸对mTOR和乳蛋白的表达调控,以及无必需氨基酸,添加必需氨基酸和苏氨酸情况下对S6K1,4EBP1表达的影响。结果表明,添加必需氨基酸能显著增加mTOR和β-酪蛋白的表达,并且S6K1和4EBP1的表达也显著增加。进一步添加mTOR的抑制剂雷帕霉素或者通过mTOR siRNA的方法抑制mTOR的活性,检测其对β-酪蛋白,S6K1,4EBP1表达的影响。结果显示,抑制mTOR活性,无必需氨基酸,添加必需氨基酸组β-酪蛋白表达显著下降,且S6K1,4EBP1的表达也显著降低。因此,必需氨基酸可以通过激活mTOR信号通路的方式促进乳蛋白的合成,在此过程中,S6K1,4EBP1是mTOR的直接作用效应元件。2、氨基酸配比对奶牛乳腺合成乳脂肪的影响2.1氨基酸配比对奶牛乳腺合成乳脂肪的影响为了研究氨基酸配比对奶牛乳腺合成乳脂肪的影响。本试验采用qPCR和Western-blot方法,测定了乳脂肪合成信号通路相关基因在转录水平的表达情况。试验处理为：1)最优氨基酸比例(OPAA; Lys:Met 2.9:1; Thr:Phe,1.05:1; Lys:Thr, 1.8:1; Lys:His,2.38:1; Lys:Val,1.23:1)加mTOR抑制剂雷帕霉素组(OPAARMC,对照)；2) OPAA; 3) 2.1:1 Lys:Thr(LT2.1); 4) 1.3:1 Lys:Thr(LT1.3); 5) 3.05:1 Lys:His(LH3.0); 6) 1.62:1 Lys:Val (LV1.6)。乳腺细胞在以上处理中孵育12h。与OPAARMC组相比,LT2.1,LT1.3,LH3.0和LV1.6组显著上调了ACSS2,FABP3, ACACA, FASN, SCD, LPIN1, INSIG1, SREBF1, PPARD和NR1H3的mRNA表达水平。LV1.6组显著上调了ACSL1, DGAT1, RXRA,下调了PPARG的mRNA表达水平。尽管OPAA组对PPARG没有显著的影响,但是OPAA组显著增加了ACSS2, FABP3, ACACA, FASN, SCD, LPIN1, INSIG1,和SREBF1的mRNA表达。基因网络分析结果表明,必需氨基酸比例可能通过SREBF1和PPARG调节乳脂肪的合成。因此,必需氨基酸在促进脂肪基因网络调节乳脂肪合成方面具有重要作用。2.2. mTOR调节氨基酸介导的乳脂肪合成信号通路。前期试验发现必需氨基酸可以影响乳脂肪合成信号通路的基因网络,为了揭示必需氨基酸对乳蛋白合成信号通路的调节机制,本试验检测了无必需氨基酸,添加必需氨基酸和苏氨酸对SREBP1和PPARG的表达调控,以及无必需氨基酸,添加必需氨基酸和苏氨酸情况下对脂肪酸从头合成和转运相关基因(ACACA, FASN, FABP3)和甘油三酯合成相关基因LPDSf1表达的影响。结果显示,添加必需氨基酸能显著增加转录调节因子SREBP1和PPARG的表达,以及脂肪酸从头合成关键酶(ACACA和FASN),脂肪酸转运蛋白FABP3,以及甘油三酯合成相关酶LPIN1的mRNA丰度。在必需氨基酸添加的基础上,抑制mTOR的活性,可以显著降低PPARG和SREBP1的表达,同时,也可显著降低ACACA, FASN, FABP3和LPIN1的表达。因此,必需氨基酸可以通过激活mTOR信号通路的方式促进转录调节因子SREBP1和PPARG的表达,在此过程中, ACACA, FASN, FABP3和LPIN1可能是mTOR的间接作用效应元件。表明必需氨基酸可能通过mTOR调节SREBP1,进而在脂肪酸或甘油三酯合成中发挥作用。综上所述,最优比例的必需氨基酸添加可显著促进乳蛋白的合成。在奶牛乳腺合成β-酪蛋白过程中,最优比例的必需氨基酸除自身作为底物参与乳蛋白合成外,可能还通过促进mTOR的磷酸化,激活mTOR信号通路发挥作用。此外,最优比例的必需氨基酸激活：mTOR后,可通过mTOR-SREBP1的调节作用,在脂肪酸和甘油三酯合成过程中起到重要作用。

【关键词】：
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S823
【目录】：

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1 周苗苗;奶牛乳腺中小肽的摄取及其在乳蛋白合成中的作用[D];浙江大学;2011年

2 王翀;代谢蛋白水平、氨基酸补充对中国荷斯坦奶牛泌乳性能及氮代谢的影响[D];浙江大学;2008年

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1 欧阳电,陈福进,魏茂文,杨安奎,陈振清,李秋梨,陈艳峰;Galectin-3在分化型甲状腺癌细胞中的表达及其临床意义[J];癌症;2005年11期

2 李焰;杨小燕;黄其春;王华;;银杏叶复方对脾虚证小鼠肠道推进功能、抗疲劳和抗氧化作用的影响[J];安徽农业大学学报;2012年02期

3 颜瑞;庄苏;任美琦;王恬;;杂粕型饲粮添加复合酶制剂对樱桃谷肉鸭生产性能、消化酶活性及血清生化指标的影响[J];动物营养学报;2011年02期

4 李春华,魏晓锋,李祥瑞;半乳糖结合凝集素的结构与功能[J];动物医学进展;2003年04期

5 马云海;佟金;周江;荣宝军;任露泉;;穿山甲鳞片表面的几何形态特征及其性能[J];电子显微学报;2008年04期

6 胡庭俊;刘姗姗;韦现色;韦英益;崔月明;谢丽丽;;马尾藻多糖纳米脂质体对鸡生长发育及免疫功能的影响[J];饲料工业;2012年03期

7 黄小红;陈文铨;;提高《动物生物化学》教学质量的环节和关键[J];福建农林大学学报(哲学社会科学版);2007年06期

8 王泽英;黄金明;王长法;李秋玲;仲跻峰;王根林;;荷斯坦牛红细胞Na~+-K~+-ATP酶的研究进展[J];中国畜牧兽医;2009年11期

9 王洪海;王海霞;王国卿;;葡聚糖铁治疗犊牛贫血的试验研究[J];中国畜牧兽医;2010年07期

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1 卢广林;立方氮化硼仿生耐磨复合材料的制备及其研究[D];吉林大学;2011年

2 陈娟;丙酮酸肌酸对肉鸡脂肪代谢和蛋白质代谢的影响及其机制研究[D];南京农业大学;2011年

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5 杨龙圣;幼兔病毒性出血症免疫失败原因及防制措施的研究[D];南京农业大学;2008年

6 黄建珍;胚胎期肉鸡肝脏脂类代谢关键因子的筛选及DHEA的调控研究[D];南京农业大学;2008年

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1 张长帅;药典方剂生肌散的抗疮疡作用及安全性评价[D];吉林大学;2011年

2 喻世刚;早期断奶对新疆三个绵羊品种生长及代谢的影响[D];新疆农业大学;2011年

3 朱晓光;新疆野生盘羊的杂交繁育技术研究[D];石河子大学;2010年

4 印虹;β-酪啡肽7和酪蛋白水解肽对糖尿病大鼠血糖和氧化应激的影响[D];南京农业大学;2010年

5 王丛丛;地克珠利对柔嫩艾美耳球虫第二代裂殖子甘油醛-3-磷酸脱氢酶的影响[D];南京农业大学;2010年

6 车超;纤维素酶、尿素对奶牛生产性能和生化指标的影响[D];华中农业大学;2006年

7 吴艳;大鼠的运输应激及谷氨酰胺的抗应激研究[D];南京农业大学;2008年

8 刘莹莹;补饲水平对放牧杂交肉牛生产性能和血液生化指标的影响[D];湖南农业大学;2008年

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1 贾振军,姚军虎,贺小明;奶牛活体营养检测技术研究进展[J];黄牛杂志;2002年05期

2 贾振军,姚军虎,郝艳霜,张绘军;奶牛泌乳曲线分析与饲养管理[J];黄牛杂志;2003年03期

3 陈建晖;高学军;李庆章;;奶牛乳腺上皮细胞体外培养技术研究进展[J];东北农业大学学报;2009年07期

4 翟少伟,吴跃明,姚建红;蛋白质摄入量对牛奶尿素氮影响的评价[J];当代畜牧;2004年03期

5 王洪荣,卢德勋;饲喂玉米型日粮的生长绵羊限制性氨基酸研究[J];动物营养学报;1999年04期

6 王岗,卢德勋,王洪荣,程茂基;反刍动物肽吸收的机制和特点[J];动物营养学报;2002年03期

7 王雅晶,李胜利,欧宇,骆雅萍;反刍动物小肽吸收与利用的研究进展[J];动物营养学报;2004年03期

8 吐日根白乙拉,板桥久雄;瘤胃非降解蛋白质对高产奶牛瘤胃发酵、血液代谢产物、产乳量和乳成分的影响[J];动物营养学报;2005年01期

9 冯仰廉;;奶牛小肠蛋白质体系的局限性与氨基酸平衡[J];动物营养学报;2006年02期

10 李燕;王中华;;动物的肽吸收机制及组织利用[J];动物营养学报;2006年S1期

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1 范春玲;郭婷;齐欣;;奶牛乳腺局部免疫的调节机制-奶牛乳腺肥大细胞5-羟色胺的表达[J];免疫学杂志;2010年11期

2 范春玲;郭婷;齐欣;;5-羟色胺和类胰蛋白酶在奶牛乳腺肥大细胞中表达的比较研究[J];黑龙江畜牧兽医;2010年21期

3 范春玲;齐欣;郭婷;;发育各期奶牛乳腺肥大细胞类胰蛋白酶的表达[J];中国兽医学报;2011年10期

4 周学辉;;奶牛乳腺类的克星“六茜素”[J];上海奶牛;1998年01期

5 庞继达;;奶牛乳腺免疫调节的相关因素[J];中国奶牛;2010年04期

6 王付景;郁杰;葛竹兴;蒋春茂;朱善元;余四九;周玉明;洪伟鸣;王妲妲;;“乳乃康”对健康奶牛乳腺组织的刺激性试验[J];江苏农业科学;2010年02期

7 张向阳;刘东文;牛惠;查光明;;奶牛乳腺固有免疫的研究进展[J];江西农业学报;2011年02期

8 胡松华;谈奶牛乳腺的免疫机能[J];中国奶牛;1997年05期

9 宣小龙,赵鹏,张成,史远刚;奶牛乳腺防御机理研究进展[J];农业科学研究;2005年02期

10 乔新安;王月影;杨国宇;朱彦彩;都军霞;范沛;;奶牛乳腺先天防御机理的研究进展[J];安徽农业科学;2007年05期

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1 赵学军;吴慧慧;张才乔;刘建新;吴跃明;王佳堃;;奶牛乳腺组织两种不同培养体系的比较研究[A];中国畜牧兽医学会动物营养学分会——第九届学术研讨会论文集[C];2004年

2 欧阳宏佳;王克振;唐冬生;聂庆华;张细权;;奶牛乳腺特异性多位点基因打靶载体构建[A];第十二次全国畜禽遗传标记研讨会论文集[C];2010年

3 黄田英;李庆章;侯晓明;李慧铭;;脾源性酪氨酸激酶基因过表达对奶牛乳腺上皮细胞增殖的影响[A];全国动物生理生化第十一次学术交流会论文摘要汇编[C];2010年

4 周苗苗;刘红云;吴跃明;刘建新;;苏氨酸、苯丙氨酸及其二肽对体外培养奶牛乳腺组织αs_1酪蛋白基因表达的影响[A];中国畜牧兽医学会动物营养学分会第十次学术研讨会论文集[C];2008年

5 季昀;王洪荣;庞学燕;田青;王梦芝;喻礼怀;;生长激素(GH)和胰岛素样生长因子-I(IGF-I)对体外培养的奶牛乳腺上皮细胞增殖的影响[A];中国畜牧兽医学会动物营养学分会第十一次全国动物营养学术研讨会论文集[C];2012年

6 李真;刘红云;刘建新;;miRNA对奶牛乳腺中泌乳关键基因的调控研究[A];中国畜牧兽医学会动物营养学分会第十一次全国动物营养学术研讨会论文集[C];2012年

7 王小辉;李建喜;王旭荣;李宏胜;;体液防御在奶牛乳腺组织的先天性免疫中的作用[A];中国奶业协会第26次繁殖学术年会暨国家肉牛牦牛/奶牛产业技术体系第3届全国牛病防治学术研讨会论文集[C];2011年

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1 上海光明荷斯坦牧业有限公司牧场管理部 王赞江;[N];中国畜牧兽医报;2009年

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1 李珊珊;必需氨基酸调节奶牛乳腺合成乳蛋白和乳脂肪的作用机制[D];浙江大学;2015年

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2 贾晓剑;奶牛乳腺上皮干细胞的形态学和免疫组织化学研究及定量分析[D];黑龙江八一农垦大学;2009年

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4 来金良;必需氨基酸浓度对奶牛乳腺酪蛋白α_（s1）基因表达的影响[D];浙江大学;2006年

5 侯钦雷;奶牛乳腺组织miRNAs表达谱及基因BOLA-DQA2剪接体相关miRNAs分析[D];南京农业大学;2011年

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7 赵学军;奶牛乳腺组织体外培养体系的建立及MET对其酪蛋白a_（s1）基因表达的影响[D];浙江大学;2004年

8 庞学燕;亮氨酸在奶牛乳腺中的摄取效率及其对乳蛋白合成的影响[D];扬州大学;2013年

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