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甜菜堿的生物學功能-----甜菜堿作為甲基供體


  由于甲基是合成蛋氨酸、肉堿、肌酸、磷脂、腎上腺素,核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)等具有主要生理作用的物質所必需(Baker等, 1985;Frontien等,1994),以及甲基化反應在神經系統,免疫系統,泌尿系統和心血系統中所起的作用,人們認為生長期動物和成年動物都需要穩定的甲基供體。一般認為動物體內自身不能合成甲基,需要食物中具有富含甲基物質,它們的分子中具有易反應的甲基,從而參與動物生理功能,這類富含甲基的物質稱為“甲基供體”,易參與此反應的甲基(即有效甲基),是與氮原子或硫原子連在一起的甲基,象甜菜堿、蛋氨酸、膽堿等(Vogt,1967)。
  蛋氨酸、膽堿和甜菜堿這三種物質有各自不同的生理功能,在這方面三者不可相互代替,但就甲基供體而言,三者在滿足各自特有的生理功能的基礎上可以互相替代。但沈同(1998)報道表明,某些生化反應需要不同的甲基源。
  蛋氨酸、膽堿和甜菜堿的共性作用是甲基供體。在動物體內蛋氨酸的合成是靠膽堿提供甲基,而膽堿本身不起甲基供體作用。膽堿必須在線粒體內氧化成甜菜堿才能發揮甲基供體的作用,而甜菜堿則再不能還原為膽堿。甜菜堿可將甲基轉移給高半胱氨酸合成蛋氨酸,高半胱氨酸由蛋氨酸在體內代謝產生,天然蛋白質中幾乎不含這種氨基酸,新生的高半胱氨酸可進一步接受轉化而來的甲基。在上述這一循環過程中,并沒有新生的蛋氨酸分子,在這一循環過程中,蛋氨酸只是簡單地向前面的其它反應轉移由甜菜堿提供的甲基。所以甜菜堿不能回來代替蛋氨酸合成蛋白質,但是如果膽堿或甜菜堿供應不足,轉甲基循環受到抑制,因為沒有足夠的甲基轉移給高半胱氨酸用于蛋氨酸的合成。因此甲基將不得不由日糧中不能再生的蛋氨酸提供,從而使蛋白質的合成削弱,蛋氨酸的利用率下降。Cook(1994)認為,如果蛋氨酸供應過量而又缺乏膽堿和甜菜堿,那么大量的高半胱氨酸在體內積蓄,會產生脛骨軟骨發育不良和動脈粥樣硬化等癥。這就解釋了日糧中為什么要有足夠的膽堿和甜菜堿來滿足對不穩定甲基的需要。
  另外,膽堿需轉化為甜菜堿才能發揮甲基供體作用,而甜菜堿又不能還原為膽堿。有試驗顯示,甜菜堿作為動物體內普通存在的中間代謝物,是由膽堿在肝臟黃素蛋白酶氧化下形成的,此反應需VB12的參與,同時容易被鎳、鈷、鐵鹽抑制,在核黃素缺乏及有球蟲的存在時也會使反應受到抑制,影響膽堿效能的發揮。甜菜堿直接使用就減少了由膽堿轉化為甜菜堿的氧化過程,所以直接使用甜菜堿將更有效(Lowry,1978)。
  從轉化甲基循環的生化路徑可以看出,膽堿作甲基供體時被轉變成甜菜堿,但甜菜堿再不能還原成膽堿,甜菜堿起不到膽堿其它功能的作用。此外對于雛雞,由磷脂酰乙醇胺和由蛋氨酸提供的甲基合成的膽堿不足以滿足其需要,因此雛雞有一個甜菜堿或蛋氨酸不能滿足的膽堿絕對需要量。

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