亮氨酸調(diào)控豬肝臟氨代謝的作用機制研究.pdf

1、氨氮的排放加劇了我國蛋白質(zhì)資源緊缺和氮排放污染的現(xiàn)狀。氨是哺乳動物體內(nèi)氮營養(yǎng)素周轉(zhuǎn)代謝的產(chǎn)物，可以在肝臟生成尿素（尿氮）排出體外，也可生成谷氨酰胺等被進一步利用。課題組前期研究結(jié)果表明，亮氨酸在肝臟的代謝率僅為4％～13％，并在氮素代謝調(diào)控中發(fā)揮重要功能。本研究旨在利用豬門靜脈灌注技術(shù)，探究亮氨酸對不同來源氨在豬肝臟代謝的調(diào)控作用及機理:
　　1、門靜脈血氨(NH4+)是肝臟氨的主要來源，擬設(shè)置15NH4Cl組、亮氨酸+15NH4

2、Cl組，研究亮氨酸對門靜脈血氨的代謝調(diào)控作用;
　　2、丙氨酸是氨的重要轉(zhuǎn)運體，擬設(shè)置15N-丙氨酸組、亮氨酸+15N-丙氨酸組，研究亮氨酸對丙氨酸來源氨的代謝調(diào)控作用;
　　3、混合氨基酸在肝臟的分解代謝產(chǎn)氨也是肝臟氨的主要組成部分，擬設(shè)置混合氨基酸組、亮氨酸+混合氨基酸組，研究亮氨酸對混合氨基酸來源氨的代謝調(diào)控作用。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)亮氨酸對門靜脈血氨的代謝調(diào)控作用:與15NH4Cl灌注組相比，在灌注后

3、的40～80 min，亮氨酸+15NH4Cl組降低了肝靜脈血液中尿素氮(P＜0.05)的水平，提高了肝靜脈血液中15N-谷氨酸(P＜0.05)和15N-谷氨酰胺(P＜0.05)的水平。與15NH4Cl灌注組相比，亮氨酸+15NH4Cl組增加了肝組織中15N-谷氨酸(P＜0.01)和15N-谷氨酰胺（P＜0.01）的含量，提高了肝組織中谷氨酸脫氫酶(Glutamatedehydrogenase，GDH)的活性（約65％）及其基因表達(dá)水平（

4、約1.8倍）(P＜0.01)。結(jié)果表明:當(dāng)NH4Cl提供肝臟氨源時，亮氨酸可通過提高肝臟GDH活性，減少尿素的產(chǎn)生，增加谷氨酸和谷氨酰胺的生成。
　　(2)亮氨酸對丙氨酸來源氨的代謝調(diào)控作用:與15N-丙氨酸灌注組相比，在灌注后的40～80 min，亮氨酸+15N-丙氨酸組降低了肝靜脈血中尿素氮(P＜0.05)和葡萄糖(P＜0.05)的水平;提高了肝靜脈血液中15N-谷氨酸(P＜0.05)和15N-谷氨酰胺(P＜0.05)的水平。

5、與15N-丙氨酸灌注組相比，亮氨酸+15N-丙氨酸組增加了肝組織中15N-谷氨酸(P＜0.01)和15N-谷氨酰胺(P＜0.01)的含量，提高了肝組織中GDH的活性（約50％）及其基因表達(dá)水平（約1.6倍）(P＜0.01)。結(jié)果表明:當(dāng)丙氨酸提供肝臟氨源時，亮氨酸不僅可以提高肝臟GDH活性，減少尿素的產(chǎn)生和增加谷氨酸和谷氨酰胺的生成，還可以降低豬肝臟葡萄糖的生成。
　　(3)亮氨酸對混合氨基酸來源氨的代謝調(diào)控作用:與混合氨基酸灌注

6、組相比，在灌注后的40～80 min，亮氨酸+混合氨基酸組降低了肝靜脈血中尿素氮(P＜0.05)和非必需氨基酸(Non-essential amino acids，NEAA)(P＜0.05)的水平。與混合氨基酸灌注組相比，亮氨酸+混合氨基酸組降低了肝組織中NEAA的含量（P＜0.05），提高了肝組織中GDH的活性（約45％）及其基因表達(dá)水平（約1.5倍）(P＜0.01)。結(jié)果表明:當(dāng)混合氨基酸提供肝臟氨源時，亮氨酸通過不僅可以提高肝臟G

7、DH活性，減少尿素的產(chǎn)生，還降低了肝臟其他NEAA的含量。
　　(4)亮氨酸調(diào)控GDH酶活的作用機理:以上研究表明，亮氨酸均可有效的提高豬肝臟GDH的酶活性(P＜0.01)，而SIRT4是GDH活性的抑制因子。進一步分析了添加亮氨酸后肝臟SIRT4的基因表達(dá)發(fā)現(xiàn):在NH4Cl、丙氨酸、混合氨基酸作為氨源的條件下，SIRT4的mRNA豐度分別下調(diào)了約50％、41％、45％(P＜0.01); SIRT4的蛋白表達(dá)量分別下調(diào)了約55％、

8、51％、59％(P＜0.01)。結(jié)果表明:亮氨酸可通過抑制線粒體SIRT4的表達(dá)，提高GDH的活性。
　　本研究得到以下結(jié)論:
　　1、門靜脈NH4Cl作為氨源時，亮氨酸可減少肝臟尿素的產(chǎn)生，增加谷氨酰胺的生成;丙氨酸作為氨源時，亮氨酸不僅減少了肝臟尿素產(chǎn)生和增加了谷氨酰胺的生成，還可以降低肝臟葡萄糖生成;混合氨基酸作為氨源時，亮氨酸不僅減少了肝臟尿素的產(chǎn)生，還降低了肝臟NEAA的含量。
　　2、亮氨酸減少肝臟尿素產(chǎn)生