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甜菜碱的生物学功能-----甜菜碱作为甲基供体

甜菜碱的生物学功能-----甜菜碱作为甲基供体

简述:由于甲基是合成蛋氨酸、肉碱、肌酸、磷脂、肾上腺素,核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)等具有主要生理作用

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由于甲基是合成蛋氨酸、肉碱、肌酸、磷脂、肾上腺素,核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)等具有主要生理作用的物质所必需(Baker等, 1985;Frontien等,1994),以及甲基化反应在神经系统,免疫系统,泌尿系统和心血系统中所起的作用,人们认为生长期动物和成年动物都需要稳定的甲基供体。一般认为动物体内自身不能合成甲基,需要食物中具有富含甲基物质,它们的分子中具有易反应的甲基,从而参与动物生理功能,这类富含甲基的物质称为“甲基供体”,易参与此反应的甲基(即有效甲基),是与氮原子或硫原子连在一起的甲基,象甜菜碱、蛋氨酸、胆碱等(Vogt,1967)。
蛋氨酸、胆碱和甜菜碱这三种物质有各自不同的生理功能,在这方面三者不可相互代替,但就甲基供体而言,三者在满足各自特有的生理功能的基础上可以互相替代。但沈同(1998)报道表明,某些生化反应需要不同的甲基源。
蛋氨酸、胆碱和甜菜碱的共性作用是甲基供体。在动物体内蛋氨酸的合成是靠胆碱提供甲基,而胆碱本身不起甲基供体作用。胆碱必须在线粒体内氧化成甜菜碱才能发挥甲基供体的作用,而甜菜碱则再不能还原为胆碱。甜菜碱可将甲基转移给高半胱氨酸合成蛋氨酸,高半胱氨酸由蛋氨酸在体内代谢产生,天然蛋白质中几乎不含这种氨基酸,新生的高半胱氨酸可进一步接受转化而来的甲基。在上述这一循环过程中,并没有新生的蛋氨酸分子,在这一循环过程中,蛋氨酸只是简单地向前面的其它反应转移由甜菜碱提供的甲基。所以甜菜碱不能回来代替蛋氨酸合成蛋白质,但是如果胆碱或甜菜碱供应不足,转甲基循环受到抑制,因为没有足够的甲基转移给高半胱氨酸用于蛋氨酸的合成。因此甲基将不得不由日粮中不能再生的蛋氨酸提供,从而使蛋白质的合成削弱,蛋氨酸的利用率下降。Cook(1994)认为,如果蛋氨酸供应过量而又缺乏胆碱和甜菜碱,那么大量的高半胱氨酸在体内积蓄,会产生胫骨软骨发育不良和动脉粥样硬化等症。这就解释了日粮中为什么要有足够的胆碱和甜菜碱来满足对不稳定甲基的需要。
另外,胆碱需转化为甜菜碱才能发挥甲基供体作用,而甜菜碱又不能还原为胆碱。有试验显示,甜菜碱作为动物体内普通存在的中间代谢物,是由胆碱在肝脏黄素蛋白酶氧化下形成的,此反应需VB12的参与,同时容易被镍、钴、铁盐抑制,在核黄素缺乏及有球虫的存在时也会使反应受到抑制,影响胆碱效能的发挥。甜菜碱直接使用就减少了由胆碱转化为甜菜碱的氧化过程,所以直接使用甜菜碱将更有效(Lowry,1978)。
从转化甲基循环的生化路径可以看出,胆碱作甲基供体时被转变成甜菜碱,但甜菜碱再不能还原成胆碱,甜菜碱起不到胆碱其它功能的作用。此外对于雏鸡,由磷脂酰乙醇胺和由蛋氨酸提供的甲基合成的胆碱不足以满足其需要,因此雏鸡有一个甜菜碱或蛋氨酸不能满足的胆碱绝对需要量。



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