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猪用生长促进剂的作用机理与应用现状(五)

在适度干预动物机体自身的新陈代谢方面,外源生长促进剂可以通过促进合成,或者减少异化作用,而实现促生长的目的。


3.2减少异化

3.2.1 半胱胺(CS)

半胱胺相当于半胱氨酸的脱羧产物,又称为β-巯基乙胺。其分子式为C2H7S,化学结构式为HSCH2CH2NH2,在空气中易氧化成二硫化物。因含有不稳定的游离基氨基,一般使用其盐酸盐形式,分子式C2H7S·HCl。作为辅酶A的组成部分,半胱胺广泛存在于动植物组织中,参与机体的糖、蛋白质和脂肪代谢,合成激素和神经递质等,在体内发挥着多种生理功能。


(1)CS促生长的作用机理

生长激素(GH)可以加速体内蛋白的合成,减少脂肪沉积,促进动物生长。在畜牧业领域,围绕生长激素的研究不断进行,但因为安全性和性价比等方面的影响,多种方案都没能在实际生产中广泛应用,直到1981年Szabo发现了半胱胺的作用。GH的合成和分泌受生长激素释放激素(GHRH)和生长抑制素(SS)的双重调节,在动物机体不同的生长阶段维持着相对的平衡,快速生长期GHRH浓度上升,SS浓度下降;反之,当SS浓度上升时,动物表现出生长缓慢或受到抑制。CS可以直接消耗体内组织的SS,降低其与GHRG的比值,相对提高GH的浓度,从而促进畜禽的生长性能。


(2)CS应用的局限性

CS促生长作用的机理明确,易合成、成本低、且促生长效果确定,然而,CS在一定剂量下和时间内促生长效果最好,不足剂量或同等剂量超过一定时间后,作用效果显著下降,甚至完全没有效果。这是因为动物机体自身的调节,通过外源添加CS后,机体产生CS的量下调,GHRH与SS的比值重回平衡所致。另外,因CS刺激胃酸和胃泌素的分泌,提高了动物采食量和消化率,但负面作用是对胃刺激比较大,不宜长期使用。


3.2.2 肌肉生长抑制素前肽(MSTN 前肽)

肌肉生长抑制素Myostatin,MSTN)是骨骼肌增殖、分化和生长发育的负调控因子,主要起抑制成肌细胞增生与分化的作用。MSTN前肽能与有活性的MSTN成熟肽结合并抑制其功能。


1)肌抑素前肽促生长的作用机理

猪骨骼肌细胞分泌的MSTN前体蛋白是无活性的,由375个氨基酸构成,1-23为信号肽,24-266为前肽,267-375为成熟肽。当机体需要时,MSTN前体蛋白被运输到内质网膜后,首先被切除信号肽,然后在266位氨基酸处被金属蛋白酶酶切去掉MSTN前肽(N段),剩余109个氨基酸残基的MSTN成熟肽(C端)通过其中 9 个半胱氨酸之间的二硫键形成同源二聚体,与细胞膜上的受体相互作用,以浓度依赖性的方式负向调节肌肉的生长发育。MSTN前肽可与骨骼肌中的MSTN成熟肽结合,抑制其活性,促进肌肉生长。


微信图片_20211101105235.png 肌肉生长抑制素前体蛋白结构


2)肌抑素前肽应用现状

在医学上,可通过使用MSTN前肽来阻断MSTN成熟肽对肌肉生长的抑制作用,治疗肌肉萎缩相关疾病。MSTN前肽也可以用于畜牧业,增加动物的肌肉产量。有研究报道,MSTN前肽基因突变型小鼠肌肉量比对照组增加了22%-44%,生长速度增加了17%-30%。目前,可以应用生物技术,通过大肠杆菌和酵母菌表达猪MSTN前肽,或突变型MSTN前肽。


结合MSTN成熟肽的MSTN前肽的前体蛋白,能够被金属蛋白酶在第75位的天门冬氨酸处裂解,释放出MSTN成熟肽,与相应受体结合激活下游信号通路,抑制肌肉生长。然而,只将要MSTN前肽第75位的天门冬氨酸突变为丙氨酸后,结合在MSTN成熟肽上的MSTN前肽就不能被金属蛋白酶裂解,结合形式的前体蛋白使MSTN成熟肽一直处于无活性状态,减少MSTN成熟肽对肌肉生长的抑制作用,具有更好的促进肌肉生长的功能。


以上,从不同角度分析了猪用生长促进剂的作用机理及应用现状。当前,我们应根据猪的生长阶段、饲料的配方组成等具体情况,选择性价比好、品质稳定、效果确切的产品,适量应用于促进猪的生长,以提高饲养的效率与经济价值。有关的研究在不断地进行中,相信会有很多绿色、安全、高效的技术应用于实际生产中。

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