DL-蛋氨酸和蛋氨酸羥基類似物的區別

化學合成的DL-蛋氨酸---50%的L-蛋氨酸和50%的D-蛋氨酸是家禽飼料中重要的氨基酸之一。

我們認為蛋氨酸是一種必需氨基酸,由於動物自身不能合成,因此必須在飼料中添加。在過去50年裡,我們清楚地知道最大瘦肉沉積所需氨基酸和飼料轉化率之間關係,取得了巨大的進步。

另外,需要應用數據來支持這些研究結果。但是到現在為止,L-蛋氨酸是否具有可以信賴的產品質量及市場供應還沒有結論。

D-蛋氨酸、L-蛋氨酸和蛋氨酸羥基類似物的區別

蛋氨酸和所有的氨基酸一樣以D-蛋氨酸和L-蛋氨酸兩種形式存在。這兩種同分異構體在化學組成上沒有差異,但是分子構型有差別。

和所有的氨基酸一樣,蛋氨酸含有1箇中心碳原子以及從中心碳原子分支出來的4個基團。

以蛋氨酸為例,這4個集團包括羰基(COOH)、氨基(NH2)、氫原子(H)、R基團(對於蛋氨酸來說是C3SH7)。D-蛋氨酸和L-蛋氨酸的不同之處在於中心碳原子周圍基團三維空間的差異。

酶對這些同分異構體的構型非常敏感,動物只能把L-蛋氨酸轉化成蛋白質。蛋氨酸羥基類似物化學結構與那些蛋氨酸相似。它包括羰基、氫原子和從中心碳原子分支出的R基團。但是,蛋氨酸羥基類似物羥基(OH)取代了氨基。蛋氨酸羥基類似物存在D-和L-異構體形式。

化學合成法生產的商品蛋氨酸和蛋氨酸羥基類似物在等量混合物中能產生D-蛋氨酸和L-蛋氨酸。通過發酵生產的商業蛋氨酸只能產生L-異構體。

腸道吸收及轉換為L-蛋氨酸

一旦被動物攝入,D--蛋氨酸和L-蛋氨酸利用能量-鈉離子依賴性轉運子及能量-鈉離子非依賴性轉運子主要通過載體介導的主動運輸轉運進入腸壁(圖1,Knight等,1994)。

一旦被吸收,L-蛋氨酸直接參與蛋白質的合成,而D-蛋氨酸經過2步反應轉換為L-蛋氨酸。第一步反應中,氨基酸氧化酶去掉一個氨基生成α-酮-蛋氨酸中間代謝物,然後在轉氨酶的作用下附上1個氨基形成L-蛋氨酸(圖2)。

相反,D-和L-蛋氨酸羥基類似物異構體主要通過擴散作用轉運跨過動物腸壁(圖1,Knight等,1994)。

蛋氨酸羥基類似物一旦被吸收,也需要經歷兩步轉化為L-蛋氨酸。第一步,羥酸脫氫酶(針對類似物的D-蛋氨酸)和羥酸氧化酶(針對類似物的L-蛋氨酸)兩種酶將羥基轉變為酮基,形成α-酮-蛋氨酸,然後在轉氨酶的作用下附上1個氨基形成L-蛋氨酸(圖2)。

熱應激對吸收和轉化的影響

動物在高溫環境下遭受熱應激,動物腸道吸收能力發生改變,從依靠能量和鈉的吸收轉換為不依賴的模式(Knight等,1994),然而在熱應激期間擴散作用仍舊不會受影響。因此,發生熱應激時腸道吸收D-蛋氨酸減少,因為D-蛋氨酸不能有效的爭奪能量和鈉不依賴性吸收途徑。

在熱應激時,L-蛋氨酸可通過能量和鈉不依賴路徑被吸收(Knight等,1994)。在熱應激時,因為能量和鈉不依賴途徑吸收途徑和擴散並沒有減少,所以L-蛋氨酸和蛋氨酸羥基類似物都能正常吸收。 熱應激時,D-蛋氨酸遭受額外的不利。D-蛋氨酸轉換為α-酮-蛋氨酸還有與去氨基過程有關的額外能量損失(Dibner,1984)。

在高溫條件下,對於能量負擔過重的動物而言D-蛋氨酸轉換為L-蛋氨酸增加能量消耗。熱應激時,由於D-蛋氨酸吸收和轉化的限制,隨著DL-蛋氨酸添加量增加,生長速度並未呈現線性增加。相反,蛋氨酸羥基類似物卻真正使得生長速度線性增加(Knight等,1994)。

蛋氨酸羥基類似物:更有效的蛋氨酸來源

因為蛋氨酸羥基類似物有一個羥基取代了氨基,所以它是一種有機酸。作為有機酸,它的化學特性使得它可以提供D-蛋氨酸和L-蛋氨酸無法提供的多種好處。Swennen等(2011)和Kaewtapee等(2010)表明蛋氨酸羥基類似物可提供有機酸的酸化作用。這些酸化作用有利於動物的腸道健康。

研究表明,蛋氨酸羥基類似物可降低氮的排洩(Kim等,2014),熱應激時維持動物生長性能(Knight和Dibner,1984;Dibner等,1992)以及提供抗氧化能力(Li等,2014;Willemsen等,2011;Kuang等,2012;Feng等,2011)。在這個領域蛋氨酸羥基類似物這些附加的產品特點有助於生產者最大限度地獲得動物生產性能。


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