前言
纈氨酸、異亮氨酸和亮氨酸被稱為支鏈氨基酸，而亮氨酸是一種多功能的氨基酸，具有激活動物雷帕霉素靶點(diǎn)（mRNA）和提高mRNA翻譯的作用，最終刺激骨骼肌蛋白質(zhì)的合成。
轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白b0,+是小腸中最重要的陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，b0,+還是將亮氨酸與賴氨酸交換的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，最終將腸腔中賴氨酸轉(zhuǎn)入腸細(xì)胞。而陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白b0,+主要在腸道表達(dá)，肝臟和肌肉組織表達(dá)量不足腸道表達(dá)的1%。亮氨酸過高或過低可能影響賴氨酸的吸收，且亮氨酸與纈氨酸和異亮氨酸共用同一種分解酶，亮氨酸過高同樣會加速纈氨酸和異亮氨酸的分解。因此，亮氨酸刺激肌肉蛋白質(zhì)合成作用可能還依賴于日糧賴氨酸、纈氨酸、異亮氨酸和色氨酸水平。
本文主要研究了28-40kg豬日糧最佳SID Leu/Lys比值及亮氨酸水平對轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白b0,+和血清氨基酸的影響。
試驗(yàn)方法
【試驗(yàn)動物】大白*杜洛克雜交豬
【試驗(yàn)設(shè)計(jì)】選擇96頭豬（體重28.1±0.83kg），分兩個階段飼養(yǎng)。每個階段，每個日糧組有4個重復(fù)，每個處理總共8個重復(fù)。
使用小麥和小麥麩為主要原料配制5組日糧，除了亮氨酸和賴氨酸外，其他營養(yǎng)需要均可滿足豬營養(yǎng)需要（NRC，1998），日糧SID賴氨酸水平為0.8%。玉米蛋白粉中亮氨酸含量是玉米亮氨酸的十倍，因此，通過添加玉米蛋白粉或晶體亮氨酸，達(dá)到5組日糧SID Leu/Lys比值分別為88%、100%、120%、140%和160%的水平。日糧原料組成和營養(yǎng)水平如下圖所示。
【試驗(yàn)時間】共3周
試驗(yàn)結(jié)果
1、生長性能
當(dāng)SID Leu/Lys比值從88%增加到160%時，豬ADG呈現(xiàn)線性和二次曲線變化（P<0.01)，F(xiàn)CR也呈現(xiàn)二次線性變化趨勢（P<0.01）。通過線性折線回歸分析模型估計(jì)，以ADG和FCR為指標(biāo)，最佳日糧SID Leu/Lys比值分別為104%（R2=0.93）和109%（R2=0.96）。
2、陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白b0,+和CAT-1
下圖為SID Leu/Lys比值為88%、120%和160%組小豬空腸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白b0,+的mRNA的表達(dá)情況。與120%SID Leu/Lys比值組相比，88%和160%比值組豬轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白b0,+表達(dá)量顯著性降低（P<0.05)，這說明日糧亮氨酸過低或過高均會降低轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的表達(dá)。
本試驗(yàn)中分析的基因代表了各自的功能活性。賴氨酸主要通過陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白b0,+與亮氨酸外排相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)進(jìn)行腸道吸收的。與88%或160%Leu:Lys比值的豬相比，120%Leu/Lys比值的豬空腸中b0,+的表達(dá)增加了約9倍和3倍。類似的研究發(fā)現(xiàn)，即使在賴氨酸供應(yīng)充足的小麥型基礎(chǔ)日糧中，160%Leu/Lys比值組豬空腸b0,+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白表達(dá)量減少了70%。上述研究均表明，日糧中過量亮氨酸或缺乏均會對腸道賴氨酸吸收產(chǎn)生負(fù)面影響。
CAT-1是另一個陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白，主要在非上皮細(xì)胞中表達(dá)，其mRNA表達(dá)豐度與日糧氨基酸水平有關(guān)。本研究中，120% SID Leu/Lys比值組豬空腸CAT-1的表達(dá)量最低，這與b0,+轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的高表達(dá)量有關(guān)。根據(jù)氨基酸適應(yīng)原理（Hatzoglou等，2004），作者推測CAT-1基因表達(dá)量的減少與生長豬細(xì)胞內(nèi)賴氨酸利用率有關(guān)。
肌肉蛋白質(zhì)中肌球蛋白表達(dá)量最豐富，本研究中，背最長肌和半腱肌均有肌球蛋白的表達(dá)，且背最長肌中比半腱肌高出6倍。120%SID Leu/Lys比值組豬背最長肌肌球蛋白表達(dá)量比88%和160%組高出2倍。在本研究中，盡管160%SID Leu/Lys比值組豬采食了更多的亮氨酸，但肌球蛋白表達(dá)量仍低于120%比值組。
120%SID Leu/Lys比值組豬背最長肌和半腱肌肌球蛋白表達(dá)量及空腸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的量最高，表明日糧SID Leu/Lys比值、賴氨酸吸收和肌肉組織蛋白質(zhì)合成之間存在某種關(guān)聯(lián)。
3、血清氨基酸水平變化
外源蛋白質(zhì)或氨基酸是采食后4小時血漿中游離氨基酸的主要來源，因此，血清氨基酸水平反應(yīng)了日糧氨基酸水平。本研究于采食后2.5小時采集了3個處理組豬血液。
日糧SID Leu/Lys比值從88%增加至120%時，血清精氨酸（P=0.039）、亮氨酸（P=0.014）和苯丙氨酸（P=0.014）水平增加，而血清纈氨酸水平減少（P=0.05），同時異亮氨酸（P=0.068）和蛋氨酸（P=0.076）具有減少的趨勢。
進(jìn)一步提高日糧SID Leu/Lys比值（120%→160%），血清精氨酸（P=0.002）、賴氨酸（P=0.001）和苯丙氨酸（P=0.001）水平顯著降低。
與日糧88%SID Leu/Lys比值相比，160%SID Leu/Lys比值組豬血清異亮氨酸（P=0.044）、賴氨酸（P=0.008）和纈氨酸（P=0.003）水平顯著降低，而精氨酸有降低的趨勢（P=0.086），亮氨酸則顯著增加（P=0.003)。
血清氨基酸水平的變化表明，日糧亮氨酸過高或過低均會影響賴氨酸、精氨酸、纈氨酸和異亮氨酸的吸收與利用。玉米、玉米副產(chǎn)品及血粉原料中亮氨酸含量偏高，在配制日糧時需要注意上述原料的添加比例。在玉米副產(chǎn)品或血粉具有價(jià)格優(yōu)勢的背景下，日糧易出現(xiàn)亮氨酸水平高的情況，此時需要平衡纈氨酸、異亮氨酸和色氨酸。如有需要，請參看往期公眾號文章。
結(jié)論
1.日糧亮氨酸與賴氨酸比值生長豬生長性能（ADG和FCR），以ADG和FCR為指標(biāo)，最佳日糧SID Leu/Lys比值分別為104%和109%。
2.過高或過低亮氨酸水平影響血清賴氨酸、精氨酸、纈氨酸和異亮氨酸水平，這可能與腸道陽離子轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白b0,+的mRNA表達(dá)有關(guān)。
3.日糧亮氨酸過高（SID Leu/Lys比值140%）時，需要注意平衡異亮氨酸、纈氨酸、色氨酸和賴氨酸水平。
參考文獻(xiàn)：
García, H. et al. “Gene expression, serum amino acid levels, and growth performance of pigs fed dietary leucine and lysine at different ratios.” Genetics and molecular research : GMR 14 1 (2015): 1589-601.
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