谷氨酰胺的研究进展
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肝病患者肠黏膜屏障功能的变化及谷氨酰胺干预的研究进展宋怀宇;杨建荣
【期刊名称】《世界华人消化杂志》
【年(卷),期】2009()27
【摘要】随着人们对肠黏膜功能障碍在各种危重疾病发生、发展中所起的重要病理生理作用的不断认识,针对肝病患者肠黏膜屏障功能变化的研究及其临床干预日益受到学者的关注.绝大多数研究认为严重肝病患者存在肠黏膜屏障功能的异常,并证实了谷氨酰胺对纠正肝病患者肠黏膜屏障异常、促进肝细胞及肠上皮细胞的恢复有一定的作用.
【总页数】5页(P2798-2802)
【关键词】肝病;肠黏膜屏障功能;谷氨酰胺
【作者】宋怀宇;杨建荣
【作者单位】广西壮族自治区人民医院消化内科;广西壮族自治区人民医院肝胆科【正文语种】中文
【中图分类】R574;R575
【相关文献】
1.轻度窒息下足月新生儿肠黏膜屏障功能的改变及谷氨酰胺对其肠屏障功能的影响[J], 曾纪赞;
2.肝硬化患者肠黏膜屏障功能变化及谷氨酰胺治疗疗效评价 [J], 施寒艳;徐晓蓉
3.肝硬化患者肠黏膜屏障功能变化及谷氨酰胺干预的价值分析 [J], 张克丽
4.肝硬化患者肠黏膜屏障功能变化及谷氨酰胺干预价值的研究 [J], 顾林;燕善军
5.终末期肝病患者肠屏障功能的变化及营养干预研究进展 [J], 毕研贞;陈煜
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禾本科植物谷氨酸代谢途径的分子机制研究禾本科植物是我国重要的作物,如稻米、小麦等。
这些植物的谷氨酸代谢途径是一个重要的生物化学过程,它能够在植物体内合成谷氨酸并调节其含量。
谷氨酸在植物中是一个重要的氮源,在光合作用和细胞呼吸中都具有重要的作用。
因此,对于禾本科植物谷氨酸代谢途径的研究,不仅有助于揭示植物的生物化学过程,还能够为植物的产量和品质提高提供理论支持。
一、谷氨酸代谢途径简介谷氨酸代谢途径是禾本科植物中一个重要的生物化学过程,它包含了谷氨酸的合成、分解和转化等基本过程。
谷氨酸是一种非常重要的氮源,在植物体内可以通过光合作用和细胞呼吸产生,同时也可以通过氨基酸代谢和其他生物化学途径来合成。
谷氨酸也是一种重要的代谢物质,在光合作用和细胞呼吸中都扮演着重要的角色。
谷氨酸代谢途径的核心反应是谷氨酰基转移酶(GOT)催化的谷氨酸和草酰乙酸的转化反应,在该反应中,谷氨酸转化为草酰乙酸,而草酰乙酸则可以转化为谷氨酸。
除此之外,谷氨酸代谢途径还包含了氨基酸代谢、核酸代谢等多个重要的生物化学反应。
二、分子机制研究的重要性禾本科植物谷氨酸代谢途径的分子机制研究是对这一生物化学过程进行深入研究的重要途径。
在近年来,通过生物化学实验和分子生物学方法,研究人员已经确定了许多参与禾本科植物谷氨酸代谢途径的关键酶,如谷氨酸酰转移酶、谷氨酸脱氨酶等。
这些酶的功能和调控机制的研究有助于进一步揭示谷氨酸代谢途径的分子机制和调节机制。
分子机制研究还可以为禾本科植物的生长发育和抗逆性能提供更好的理论支持。
例如,确定了特定酶的功能和调节机制,就可以通过基因工程和遗传改良的方法,调节植物体内的谷氨酰胺含量和其他相关物质的含量,提高植物的产量和品质。
三、目前的研究进展和未来方向目前,对于禾本科植物谷氨酸代谢途径的分子机制研究已经有了一些重要的进展。
例如,研究人员已经发现了一些关键酶的功能和调节机制,并且通过基因工程和遗传改良的方法,成功地提高了禾本科植物的谷氨酰胺含量和其他相关物质的含量,从而提高了植物的产量和品质。
万方数据 万方数据 万方数据谷氨酰胺生理功能与应用研究进展作者:王书平, 刘俊华作者单位:王书平(滨州学院生命科学系,山东滨州,256603), 刘俊华(滨州学院生命科学系,山东滨州,256603;滨州学院黄河三角洲生态环境研究中心,山东滨州,256603)刊名:安徽农业科学英文刊名:JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES年,卷(期):2009,37(22)被引用次数:0次1.GREENSTEIN J P.WINITZ M Chemistry of the amino acids 19612.申泮文.王积涛化合物词典 20023.张军民.高振川谷氨酰胺营养生理研究进展 1999(02)4.KREBS H A Metabolism of amino acids(IV),the synthesis of glutamine from glutamic acid and the enzymic hydrolysis of glutamine in animal tissue 19355.LI T H.CHEN T L Fement and bioeng 1994(08)6.EAGLE H Nutrition needs of mammalian cells in tissue cultures 19557.ROBERT J.SMITH M D Glutamine metabolism and its physiologic importance 19908.SOUBA W W Intestinal glutamine metabolism and nutrition 19939.PAPACONSTANTIONOU H T.HWANG K O.RAJARAMAN S Glutamine deprivation induces apoptosis in intestinal epithelial cells 199810.于键春谷氨酰胺 1999(26)11.JENSEN J C.SCHAEFER R.NWOKEDI E Prevention of chronic radiation enteropathy by dietary glutamine 1994(02)12.戴定威谷氨酰胺在肠道的代谢及其对肠粘膜的保护作用 1995(06)13.KLIMBERG V S.SOUBA W M.DOLSON D J Prophylactic glutamine protects the intestinal mucosa from radiation injury 1990(01)14.ASKANAZI J.ELWYN D H.KINNEY J M.et al Vinnars E,Bergstrom J Muscle and plasma amino acids after injury.the role of inactivity 197815.ESPOSITO L A.KOKOSZKA J E.WAYMIRE K G Mitochondrial oxidative stress in mice lacking the glutathione peroxidase-1 gene 200016.KOWALTOWSKI A J.VERCESI A E Mitochondrial damage induced by gondition of oxidative stress 200017.OBTADOR E.CARRETERO J.ESTEVE J M Glutamine potentiates TNF-[a]-induced tumor cytotoxicity 200118.王学斌.刘凤莲.李东风体内游离谷氨酰胺的抗氧化作用[期刊论文]-生物物理学报 2004(06)19.FERNANDEZ-LOPEZ J A.CASADO J.ARGILES J M Intestinal handing of a glucose gavage by the rat1992(01)20.ALVERDY J A.AOYS E.WEISS-CARRINGTON P The effect of glutamine-enriched TPN on gut immune cellularity 1992(01)21.ZHANG W.FRNKEL W L.BAIN A Glutamine reduces bacterial translation after small bowl transplantation in cyclosporing-treated rat 1995(02)22.BASOGLU M.YILDIRGAN I.AKCAY F Glutamine and nitric oxide concentration in glutamine-induced rabbits with intestinal ischemia/reperfusion 1997(06)23.FUKATSU K.LUNDBERG A H.KUDSK K A Modulation of organ ICAM-1 expression during IV-TPN with glutamine and bombesin 2001(01)24.ARDAWI M S.NEWSHOLME E A Glutamine metabolism in lymphocytes of the rat 198325.BURKE D J.ALVERDY J C.AOYS E Glutamine-supplemented total parenteral nutrition improves gut immune function 1989(12)26.ZHANG W.FRNKEL W L.BAIN A Glutamine reduces bacterial translation after small bowltransplantation in cyclosporing-treated rat 1995(02)27.SHOU PPIN J.MINNARD E A Total parenteral nutrition bacterial translocation and host immune function 1994(01)28.汪世华.王伟平.吴思方发酵法L-谷氨酰胺的研究进展[期刊论文]-武汉工业学院学报 2000(04)29.张军民条件必需性氨基酸谷氨酰胺的研究进展 1999(17)30.杨海军L-谷氨酰胺的生理特性及应用 2004(08)31.SCHELTINGA M R.YOUNG L S.BENFELL K Glutamine-enriched intravenous feedings attenuateextracellular fluid expansion after a standard stress 199132.陆维玮Gln的研究及开发进展 1998(03)33.杨达柳.徐珙寿谷氨酰胺的药理作用 1996(02)34.李建华.刘东文.高春生谷氨酰胺的营养作用及其在饲料中的应用[期刊论文]-安徽农业科学 2007(11)35.王伟平.吴思方.杨金树谷氨酰胺代谢控制发酵工艺研究[期刊论文]-食品科学 2002(04)1.期刊论文马宏霞L-谷氨酰胺与维生素E联合给药对游泳力竭大鼠抗氧化和运动后免疫功能的影响-中国老年学杂志2007,27(16)目的 探讨L-谷氨酰胺和维生素E联合给予对急性运动抗氧化和运动后免疫功能的影响.方法 实验利用大鼠力竭游泳运动模型,运动前通过联合给予不同的方式补充不同类型的外源性抗氧化剂量谷氨酰胺(glutamine,Gln)和抗氧化型维生素[维生素E(VE)].检测运动后大鼠血清中丙二醛(MDA),超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽(GSH)含量和活性的变化.结果 安静给药(CGV组)组大鼠血清MDA含量增加;运动给药组(SGV组)比单纯运动(S组)组MDA含量下降;CGV组大鼠比安静对照组(C组)GSH含量升高;S组比C组下降;SGV组比S组升高;游泳运动18h后血清SOD活力比C组升高;SGV组比S组下降;运动后18 h S组大鼠血浆IL-6水平比C组增加,有显著差异;给药后SGV组IL-1浓度比C组增加;SGV组与S组有升高,无显著差;CGV组与C组也没有显著变化与C组比较,S组IL-1浓度增加.结论 Gln与VE联合用药对机体抗氧化和运动后免疫功能保护有一定的协同作用.2.学位论文战旗谷氨酰胺和耐力训练对大鼠抗氧化水平及免疫功能影响的实验研究2002谷氨酰胺(Gln)作为一种条件性必需氨基酸.该实验以雄性SD大鼠为研究对象,递增负荷的跑台训练为运动模型.采用邻苯三酚自氧化法测定SOD活性,紫外分光光度法测定CAT活性,比色法测定LDH活性,IFCC推荐法测定CK、GOT和GPT活性;采用TBA法测定MDA含量,血红蛋白测定试剂盒测定Hb含量,脲酶-波氏比色法测定BUN含量,葡萄糖氧化酶-过氧化物酶法测定血糖含量;采用间接荧光染色法测定T细胞亚群;采用ConA诱导的T细胞微量测定法测定IL-2.3.期刊论文闫莉.刘春霞.魏欣.齐亚超.李萍谷氨酰胺对慢性阻塞性肺病患者营养免疫调节和抗氧化治疗的作用-中国老年学杂志2010,30(16)目的 研究谷氨酰胺对慢性阻塞性肺疾病(COPD)急性加重期患者营养状况、免疫功能和抗氧化能力的影响.方法 将115例COPD急性加重期患者随机分为常规治疗组和谷氨酰胺治疗组(Gln)两组.常规治疗组给予常规营养治疗,Gln组,口服谷氨酰胺10 g,每天3次,连续用10 d.结果 治疗后Gln组肱三头肌皮褶厚度、上臂肌围长、血浆总蛋白等营养参数较常规组明显改善.Gln组中IgG、IgA、CD3、CD4、CD4/CD8及谷胱甘肽(GSH)含量明显升高(P<0.05).结论谷氨酰胺能够改善COPD急性加重期患者营养及免疫功能,而且能够提高机体抗氧化能力.4.学位论文郭燕蓉红霉素对吸烟大鼠肺内转化生长因子-β<,1>和γ-谷氨酰胺半胱氨酸合成酶表达的影响2007 目的:观察红霉素对吸烟大鼠肺组织病理变化、气道阻力和肺顺应性以及对气道上皮细胞和肺泡巨噬细胞内转化生长因予-β<,1>(TGF-β<,1>)和γ-谷氨酰胺半胱氨酸合成酶(γ-GCs)表达的影响,探讨红霉素在慢性阻塞性肺疾病抗氧化治疗中的作用及可能机制。
谷氨酰胺的生物合成与功能作为人体代谢中不可或缺的物质之一,谷氨酰胺在生物合成和功能方面都具有重要的作用。
本文将从生物合成和功能两个方面来介绍谷氨酰胺的相关知识。
一、生物合成谷氨酰胺,也叫做谷胱甘肽,是由谷氨酸和甘氨酸两种氨基酸经过一系列酶催化反应而合成的。
具体来说,谷氨酰胺的生物合成可以分为两个阶段。
第一阶段是谷氨酸和甘氨酸的合成。
首先,谷氨酸合成酶将α-酮戊二酸和谷氨酰胺转化为谷氨酰胺酸。
接下来,谷氨酰胺酸被酰胺合酶催化,与甘氨酸结合生成谷氨酰胺。
第二阶段是谷氨酰胺的转化和修饰。
谷氨酰胺可以通过还原、氧化、水解等不同反应途径进行修饰,最终形成生物体内的谷氨酰胺。
其中,S-乙基化酶可以将谷氨酰胺修饰为S-乙基谷氨酰胺,从而增强其生物活性和抗氧化性质。
二、功能1. 细胞保护作用谷氨酰胺能够通过减少自由基生成和清除自由基的方式,对细胞和组织进行保护。
研究表明,谷氨酰胺可以改善氧化应激状态、减轻DNA氧化、降低有毒物质诱导的细胞死亡等,从而发挥抗氧化和抗炎作用。
2. 生物体防御作用谷氨酰胺在生物体内不仅可对细胞进行保护,还具有对病毒和细菌等外来病原体的防御作用。
研究表明,谷氨酰胺能够促进T细胞和B细胞免疫应答,提高机体的免疫能力,从而减少疾病的发生。
3. 代谢调节作用谷氨酰胺还参与了多种代谢途径的调节,如蛋白质代谢、碳水化合物代谢和脂类代谢等。
研究表明,谷氨酰胺能够在细胞内促进蛋白质的合成、降低氨基酸分解的速率,从而对蛋白质代谢进行调节。
此外,谷氨酰胺还具有多种药理学作用,如降低血糖、调节神经系统功能和预防神经疾病等。
总之,谷氨酰胺的生物合成和功能在人体代谢过程中都十分重要。
研究表明,谷氨酰胺不仅可以对细胞和组织进行保护,还具有多种生物活性,可以对疾病的发生和发展发挥重要作用。
因此,加强对谷氨酰胺的研究不仅可以深入了解其生物学特性,还能为人类健康提供一定的帮助。
谷氨酰胺在危重症治疗中的作用本报讯最近几年,谷氨酰胺在临床营养中的应用,特别是在危重症病人治疗中的作用,日益受到人们的关注,成为探讨热点。
最近,瑞典斯德哥尔摩胡丁厄大学医院麻醉和重症医疗科Wernerman回顾了近2年来谷氨酰胺在临床营养治疗中的研究进展,重点讨论了谷氨酰胺在危重症治疗中的新观点。
CurrOpinCritCare2003,9∶279对患者预后的影响Wernerman首先指出,在过去2年中最令人感兴趣的观点就是,建议将患者入ICU时血液中谷氨酰胺浓度作为预后预测指标,并将其作为补充谷氨酰胺治疗的适应证。
谷氨酰胺在ICU病人营养支持中的应用也成为过去2年中的一大进步。
有证据表明,在严重代谢性应激时,机体对谷氨酰胺的需要量增加,而日常食品中谷氨酰胺的含量并不够。
ICU住院患者血浆谷氨酰胺浓度低是死亡的一个独立危险因素,这一发现具有里程碑意义,有助于理解缺乏谷氨酰胺对危重症患者的影响。
研究者发现,当血浆谷氨酰胺浓度降低被作为一个因子加入APACHEII预后评分系统后,这一指标改变了预计病死率。
近期一项前瞻性研究表明,住ICU超过5天的病人中,当谷氨酰胺补充治疗超过9天时,50%病人长期生存率得到改善。
在另一项研究中,ICU中接受谷氨酰胺治疗的全身炎症反应综合征(SIRS)病人的院内感染率降低。
此外,在急性胰腺炎患者中,谷氨酰胺补充治疗减少了肠外营养时间;在III度烧伤病人中,静脉补充谷氨酰胺联合肠内营养治疗,降低了感染率,特别是革兰阴性菌感染率。
谷氨酰胺对于缺血状态下的心肌是否有作用,是否和谷胱甘肽或心脏热休克蛋白的表达和产物有关,正在讨论之中。
实验表明,在缺血/再灌注状态下,谷氨酰胺可以保护胃肠黏膜和提高心肌存活率,但没有导致更好的血液动力学表现。
在一项小样本临床试验中,谷氨酰胺水平升至正常,使稳定型心绞痛患者运动试验后超声心动图缺血表现减少。
对免疫系统的影响免疫细胞对谷氨酰胺的需求也比较令人感兴趣。
谷氨酰胺对肝硬化大鼠肠屏障功能的保护作用及其
机制的开题报告
一、研究背景和意义:
肝硬化是严重的肝脏疾病,其主要特征是肝脏纤维化、肝血流受阻以及肝功能不全等。
在肝硬化过程中,肠道屏障功能紊乱是一个重要的因素,导致肠道菌群失衡、肠道黏膜屏障受损和细菌积聚,可能引起多种疾病,如腹水、感染、肝性脑病等。
因此,保护肠道屏障功能是肝硬化治疗的一个有效手段。
谷氨酰胺是肝内能量代谢的重要物质,可以提高肝细胞对氧化应激的抵抗力,抑制肝纤维化的发生和发展。
有一些研究表明,谷氨酰胺对肠道屏障功能也有保护作用。
但是,谷氨酰胺对肝硬化大鼠肠道屏障功能的保护作用及其机制尚不明确。
因此,本研究将探讨谷氨酰胺对肝硬化大鼠肠道屏障功能的保护作用以及其机制,为肝硬化的治疗提供新的思路和方法。
二、研究内容:
1.建立肝硬化大鼠模型,检测肝肾功能和肠道屏障功能的变化。
2.观察谷氨酰胺对肝硬化大鼠肠道屏障功能的保护作用,采用肠黏膜电生理学方法和肠道通透性试验。
3.探究谷氨酰胺保护肠道屏障的机制,从细菌群落、黏膜屏障,以及肠道免疫反应等方面入手,探讨谷氨酰胺对肠道屏障功能的影响。
三、预期成果:
本研究将从肠道屏障的角度出发,探讨谷氨酰胺对肝硬化大鼠的保护作用以及机制,为探索肝硬化治疗的新途径提供科学依据。
同时,本研究成果将为相关临床医生提供肝硬化患者肠道保护的重要参考。
万方数据万方数据万方数据万方数据谷氨酰胺转氨酶的研究进展作者:陶红军, 邵虎, 黄亚东, 孔令伟, TAO Hongjun, SHAO Hu, HUANG Yadong, KONG Lingwei作者单位:陶红军,黄亚东,TAO Hongjun,HUANG Yadong(常州红梅乳业有限公司,江苏,常州,213023),邵虎,SHAO Hu(江苏食品职业技术学院,江苏,淮安,223003), 孔令伟,KONG Lingwei(淮安快鹿牛奶有限公司,江苏,淮安,223001)刊名:中国酿造英文刊名:CHINA BREWING年,卷(期):2010(6)1.黄六容;何冬兰微生物谷氨酰胺酶的研究进展 2004(02)2.王灼维;王璋土壤分离转谷氨酰胺酶生产菌株 2004(04)3.MOTOKIM;OKIYAMA A;NONAKA M Novel transglutaminase manufacture for praparation of protein gelling compounds 19894.MOTOKI M;SEGURO K Transglutaminase and its use for food processing 19985.唐名山;王树英;陈坚Streptovcrticillinm mobaraense 谷氨酰胺转胺酶的表达、纯化和复性[期刊论文]-食品与发酵工业 2004(04)6.鲁时瑛;岗楠迪;堵国成谷氨酰胺酶的分离纯化及酶学性质[期刊论文]-无锡轻工大学学报 2002(06)7.崔艳华;张兰威谷氨酰胺转氨酶研究进展[期刊论文]-生物技术通报 2009(1)8.姜燕;温其标;唐传核谷氨酰胺转移酶对食物蛋白质成膜性能的影响[期刊论文]-华南理工大学学报 2006(08)9.丁克毅;刘军;EleanorM.Brown转谷氨酰胺酶(MTCrase)改性明胶可食件薄膜的制备[期刊论文]-食品与生物技术学报 2006(04)10.丁克毅轻谷氨酰胺酶改性明胶高强度薄膜的制备 2006(01)11.张春红;陈海英;车晓彦谷氨酰胺转氨酶改性谷朊粉的研究[期刊论文]-食品科学 2006(12)12.KURAISHI C;SAKAMOTO J;YAMAZAKI K Production of restructured meat using microbial transglutaminase without salt or cooking[外文期刊] 1997(3)13.田少君;梁华民转谷氨酰胺酶对大豆分离蛋白凝胶性的影响[期刊论文]-中国油脂 2005(08)14.熊晓辉;王晓丽;束长丰谷氨酰胺转氨酶对内酯豆腐品质的影响[期刊论文]-食品研究与开发 2007(05)15.田少君;梁华明转谷氨酰胺酶对大豆分离蛋白的改性研究[期刊论文]-粮油加工与食品机械 2005(06)16.陈义华;陆兆新;尤华灰色链轮丝菌产转谷氨酰胺酶发酵条件的优化[期刊论文]-食品科学 2003(09)17.王璋;刘新征;王亮"神舟"4号空间飞行对搭载的转谷氨酰胺酶链霉菌选育的影响[期刊论文]-航天医学与医学工程 2004(04)18.陈国娟;张春红;刘长江谷氨酰胺酶的分离纯化及酶学性质的研究[期刊论文]-食品工业科技 2007(01)19.LEE H G;LANIER T C;HAMANN D D Transglutaminase effects on low temperature gelation of fishprotein sols[外文期刊] 1997(1)20.ANDO H;ADACHI M;UMEDA K Purification and characteristics of a novel transglutaminase derived from microrganisms 198921.江波;周红霞谷氨酰胺转氨酶对大豆7S蛋白质及肌球蛋白质胶凝性质的影响[期刊论文]-无锡轻工大学学报2001(02)22.江新业;宋钢以鱼类下脚料制备风味蛋白粉的研究[期刊论文]-中国酿造 2007(12)23.邹佩贞;柯巧雅谷氨酰胺转氨酶在鱼类加工副产品中的应用[期刊论文]-食品科技 2008(02)24.洪咏平;何阳春;蒋予箭谷氨酰胺转胺酶在碎小虾仁重组大虾仁工艺中的应用[期刊论文]-上海水产大学学报2003(02)25.杨华;娄永江;杨振峰谷氨酸胺转酶在水产品中的应用[期刊论文]-食品工业 2003(04)26.TSAI G J;LIN SM;JIANG ST Transglutaminase from Streptoverticilliurn ladakanum and application to minced fish product 2006(06)27.王金水;赵谋明TGase的性质、制备及在食品加工中的应用 2005(09)28.王鑫;姜瞻梅;韩利英TGase在食品工业中的应用[期刊论文]-食品工业科技 2003(03)29.唐传核;杨晓泉;彭志英微生物转谷氨酰胺酶催化乳清蛋白聚合研究[期刊论文]-中国乳品工业 2002(06)30.禁慧农;李亚玲;陈发河谷氨酰胺转氨酶对酪蛋白的改性效应[期刊论文]-食品科学 2004(02)31.贺雷雨;李新华;王璋利用微牛物谷氨酰胺转氨酶提高香肠制品的物性 2004(36)32.王顺峰;戚士初;潘超谷氨酰胺转氨酶及其在肉品加工中的应用[期刊论文]-肉类研究 2008(07)33.GERBER U;FUCHSBAUER HL;ENGELMANN J Influence of gelatin matrices cross-linked with transglutaminase on the properties of an enclosed bioactive material using β-galactosidase as model system 199634.ANDO H;MATSURA A;SUSUMU H Manufacture of transglutaminase with streptomyces 199235.曹丹玥微生物谷氨酰胺转胺酶发酵培养基 200636.蔡慧农;李亚玲;刘新征Streptomyces sp.WJS-825产谷氨酰胺转氨酶发酵条件优化及中试[期刊论文]-应用与环境生物学报 2005(01)37.郑美英;堵国成;陈坚分批发酵生产谷氨酰胺转胺酶的温度控制策略 200038.添田孝彦查看详情 1993本文链接:/Periodical_zgnz201006004.aspx。
植物来源谷氨酰胺转氨酶的研究进展李洪波;李金;张天琪;李红娟;于景华【摘要】植物来源谷氨酰胺转氨酶(TGase)是—种在植物中广泛存在的催化酰基转移反应的蛋白酶,已被证实具有不同的理化性质和生理功能.结合最新的研究,本文综述了植物来源TGase在不同组织、器官中的分布,性质及其在植物生长发育过程中起到的作用.同时,为了获得植物来源TGase进行功能特性及其在食品、医学和其它工业中的应用研究,本文介绍了植物来源TGase异源表达的研究进展,并为该方法的改进提出了建设性意见.【期刊名称】《食品工业科技》【年(卷),期】2018(039)016【总页数】5页(P336-339,345)【关键词】植物源 TGase;功能特性;异源表达;展望【作者】李洪波;李金;张天琪;李红娟;于景华【作者单位】天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津300457;天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津300457;天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津300457;天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津300457;天津科技大学食品工程与生物技术学院,天津300457【正文语种】中文【中图分类】TS201.3谷氨酰胺转氨酶(Transglutaminase,TGase,EC 2.3.2.13)是一种催化酰基转移反应的酶,它能通过谷氨酰胺残基的γ-羧酰胺基(氨基受体)和赖氨酸残基的ε-氨基或其它伯胺基(氨基供体)之间的酰基转移反应形成ε-(γ-谷氨基)赖氨酸异肽键,从而实现蛋白质分子内、分子间的交联[1]。
TGase的交联作用可以改善蛋白质的理化性质,进而影响其功能特性。
TGase在食品、生物医学、纺织等方面有着广阔的应用前景,其中食品行业的应用最受关注,这也进一步增加了对廉价、有效和安全TGase的需求[2-3]。
根据其来源不同,谷氨酰胺转氨酶大致分为以下三类:动物来源的谷氨酰胺转氨酶、植物来源的谷氨酰胺转氨酶和微生物来源的谷氨酰胺转氨酶(MTG)。
谷氨酰胺对免疫细胞的影响研究进展
牟彬;周小秋;林燕
【期刊名称】《动物营养学报》
【年(卷),期】2007(019)0z1
【摘要】谷氨酰胺作为一种条件性必需氨基酸,在动物处于特殊生长阶段如幼龄期或在应激期间都显示出明显的免疫促进作用.动物免疫力的高低直接取决于各种免疫细胞如淋巴细胞、中性粒细胞、巨噬细胞的生长情况和免疫应答能力,谷氨酰胺的免疫促进作用与影响免疫细胞生长和免疫应答能力的发挥密切相关.本文就谷氨酰胺与免疫细胞增殖、分化、凋亡、分泌和热休克反应的研究进展做一综述.【总页数】5页(P487-491)
【作者】牟彬;周小秋;林燕
【作者单位】四川农业大学动物营养研究所,雅安,625014;四川农业大学动物营养研究所,雅安,625014;四川农业大学动物营养研究所,雅安,625014
【正文语种】中文
【中图分类】S8
【相关文献】
1.复方谷氨酰胺肠溶胶囊联合葛根芩连汤防治晚期r结直肠癌FOLFIRI方案化疗相关性腹泻疗效r及对肠黏膜通透性和免疫细胞因子的影响 [J], 韩惠萍;张丽娇;董洁晨;刘迎春;王芳
2.谷氨酰胺对点带石斑鱼免疫细胞免疫力的影响 [J], 程镇燕;李建;雷五长;于宏;王庆奎;郭永军;乔秀亭
3.肿瘤酸性微环境对免疫细胞影响的研究进展 [J], 杨鹏;孙莹;王志宏;郑源强;陈国江;石艳春
4.LPS对天然免疫细胞能量代谢影响的研究进展 [J], 龙全梅;张天琦;王建发;武瑞;连帅
5.心理应激对肿瘤微环境中免疫细胞影响的研究进展 [J], 隆园辉
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第47卷第2期2018年6月发酵科技通讯Bulletin of Ferm entation Science and TechnologyV ol. 47 N o. 2Jun.2018 L-谷氨酰胺稳定性研究唐艳1,吴涛#,王晓玉1(1.梅花生物科技集团股份有限公司,河北廊坊065001 '.廊坊梅花生物技术开发有限公司,河北廊坊065001)摘要:L-谷氨酰胺产品在室温条件存储易出现变黄、吸潮现象.因此探究其在高温、高湿和强光照条件下的稳定性具有十分重要意义.选定高温、高湿和强光照等单因素条件,以及两个特定的加速实验条件,对L-谷氨酰胺产品的稳定性进行了系统性研究.结果表明:L-谷氨酰胺产品在强光照、密闭包装下可以长期稳定保存,但在高温、高湿条件下不稳定,产品的白度、透光以及干燥失重均发生变化.因此,建议L-谷氨酰胺产品应密闭包装,在生产、运输和储存过程中保持干燥,以确保产品质量的稳定性.关键词:L-谷氨酰胺;稳定性;加速试验;储存;吸潮中图分类号:T Q92 文献标志码:A文章编号=1674-2214(2018)02-0097-03Study on stability of L-glutamineT A N G Y an1,W U Tao2,W A N G X ia〇y u1(1. Meihua Holdings Group, Langfang 065001, China;2. Meihua Biotech (Langfang) Co. $Ltd. $Abstract%L-glu tam in e stored at room tem perature prone to yellow in g and in filtra tin g.T h e re fo re,it is of great significance to explore its s ta b ility under high te m perature,high h u m id ity and stronglig h t conditions.In th is paper,the s ta b ility o f L-g lutam ine was system atically investigated under high te m p era ture,high h u m id ity,strong lig h t and tw o specific accelerated experim ental conditions.The results showed th a t L-g lu tam ine could be stored stably fo r a long tim e under strong su nligh t and closed packaging conditions.H o w e v e r,the w hiteness,lig h t transm ission and weightlessness of L-g lu ta m in e were 6hanged under high tem perature and high h u m id ity conditions.T h e re fo re,it is suggested th a t L-g lu tam ine products should be sealed in containersand keeping d ry during p ro d u ctio n,tra n sp o rta tio n and storage,to ensure the s ta b ility o f the productKeywords%L-g lu ta m in e;s ta b ility;accelerated test;storage;absorb m oistureL-谷氨酰胺是人体中含量最丰富的非必需氨基 酸,是合成氨基酸、蛋白质、核酸和其他生物分子的前体物质[1],可通过人体自身的谷氨酰胺合成酶合成,也可由谷氨酸、缬氨酸和异亮氨酸转化合成. L-谷氨酰胺具有提高免疫力2、增长肌肉、增强脑机 能、维持肠胃结构3和抗氧化等功能4,被广泛应用 于食品、保健品、医药[5]、饲料6等领域.笔者旨在考 察高温、高湿、强光照和加速实验对谷氨酰胺产品稳定性的影响,为谷氨酰胺产品的生产、包装、贮存和 产品运输条件提供依据.1仪器与方法1.1仪器LabonceAOOCGS型药物稳定性实验箱(北京 兰贝石恒温技术有限公司),722E可见分光光度计收稿日期:2018-02-27基金项目:河北省氨基酸工程技术研究中心创新平台建设资助项目(131000021)作者筒介:唐艳(1987—),女,内蒙古通辽人,助理工程师,研究方向为氨基酸分析检测,E-mail:1041647978®qq. com•98 •发酵科技通讯第47卷(上海洪纪仪器设备有限公司"电热鼓风干燥箱(北 京市永光明医疗仪器厂"白度仪(上海昕瑞仪器仪表有限公司"92方法实验的方法主要参照《中国药典》(2015 版)[7]—9001原料药物与制剂稳定性实验指导原则.主要考察在温度、湿度和光线的影响下,样品随 时间变化规律,为产品的生产、包装、存储和运输提供科学依据.1.2.1高温、高湿、强光照的单因素条件试验方法取L-谷氨酰胺产品,置于开口的玻璃器皿中,摊成'10m m的薄层,放置在稳定性实验箱中,60 I下放置10 7于第5天及第10天取样,将结果 与第0天数据对比分析.同时用自封袋包装,进行同 样实验,并作对照试验.1.2.2 加速条件试验方法取3批L-谷氨酰胺产品,每批样品分3份,每份约 100 g,将样品置于自封袋中,在温度40 I,相对湿度 (75±5)%条件下放置6个月,在试验期间的第1个月、第3个月及第6个月分别取样一次,进行检测,将结果 与第0月数据对比分析.1.2.3 长期室温密闭条件试验方法取3批L-谷氨酰胺产品,每批样品分3份,每 份约100 g,将样品置于双层自封袋中,并用公司包 装袋压缩封口密封包装,在试验期间第1年、第2年 及第4年分别取样一次,进行检测,将结果与第0年 数据对比分析.2结果分析2.1局温影响L-谷氨酰胺产品在温度60 I、湿度20%、无 光照条件下放置10 7检测结果与第0天进行对比分析,除了白度下降,其他指标无明显变化,开 口放置检测结果见表1.自封袋包装放置1个月,表1高温试验结果Table 1 The results of high temperature test批号放置时间/d透光/%干燥失重/%白度RSD/%098.=20.=1094=00=25 01批598.09301098=00=0992=20=30098=50=1096=00=26 02批59809501098=20=0994=70=26098=900698=90=31 03批598=80069801098400797=00=31检测结果见表2.高温条件会改变谷氨酰胺成分及性质,产品颜色加深,高温条件不适合L-谷氨酰胺 产存=表2高温验结果Table 2 The results of high temperature test 批放置时间/月白度01 批094=0192=102 批096=0194=203 批098=9196=52.2局湿影响L-谷氨酰胺产品在相对湿度为(75 k5)%、温 度20 I、无光照的条件下放置10 7检测结果与第0天对比分析,除了干燥失重增加,其他指标无明显变化,开口放置检测结果见表3.自封袋包装 放置3个月,检测结果见表4.在高湿条件下,湿气 会通过自封袋的封口处慢慢进人袋内被样品吸收,使样品吸潮,高湿条件不适合L-谷氨酰胺产品 存=表3高湿试验结果Table 3The results of high humidity test批号放置时间/7 透光/%干燥失重/%白度RSD/%098. 20. 1094=00=28 01 批598=20=1593=901098=10=2093=90=29098=50=1096=00=18 02 批598=30=1396=001098=20=1895=80=22098=90=0698=90=20 03 批598=10=0898=501098=60=1498=80=23表4 高验结果Table 4The results of high humidity test批放置时间/月干燥失重/%01 批00=1030=4502 批00=1030=4203 批00=0630=382.3强光照影响L-谷氨酰胺产品在光照条件(4 500±500) L x、温度20 I、湿度40%条件下放置10 7检测结果与 第0天对比分析,各项指标无明显变化.强光照射对 L-谷氨酰胺产品储存无影响,见表5.第#期唐艳,等:L-谷氨酰胺稳定性研究•99 •表J强光照试验结果Table 5 The results of strong light test批放置时间/d透光/%干燥失重/%白度098. 20. 1094.001批598.20. 1093.81098. 10.0993.8098.50. 1096.002 批598.40. 1095.91098.20. 1095.8098.90.0698.903 批598.80. 0798.61098.60. 0798.62.4对照试验L-谷氨酰胺产品在室温20 1、室湿!0%、无光照条件下放置l〇d,检测结果与第0天对比分析,各项指标无明显变化.室温、室湿条件对L-谷氨酰胺产品储存无影响,见表6.表K对照试验结果Table K The results of controlled trail批放置时间/d透光/%干燥失重/%白度098. 20. 1094.0 01批598.20. 1093.91098.20.0993.9098.50. 1096.002 批598.50. 1095.91098.40. 1095.9098.90.0698.903 批598.80.0698.81098.80. 0798.82.5 加速实验2.5.1 加速条件40 1,相对湿度75%L-谷氨酰胺产品在温度40 1,相对湿度(75 k5) %条件下放置6个月,测定结果与第0月进行对比分析,加速条件下产品的透光降低、干燥失重升高、产 品吸潮、白度降低.L-谷氨酰胺产品在此加速条件下 不稳定,见表7.表7加速试验结果Table 1 The results of accelerated test批号放置时间/月01批A602批;603批;6透光/%干燥失重/% 白度98. 2 0. 10 94. 097.4 0.14 93.997.3 0.46 91 59".0 0.5 91.098.5 0.10 96.098.0 0.13 94.89".3 0.46 93.096.8 0.50 92.598.9 0.06 98.998.0 0.10 94.69".2 0.20 93.996.2 0.40 93.5RSD/%0300250280290300.2"0260310.2"0280300312. 5.2 加速条件温度30 1,相对湿度65%L-谷氨酰胺产品在温度30 1,相对湿度(65 k 5) %条件下放置6个月,测定结果与第0月进行对 比分析,加速条件下产品的透光降低、干燥失重升高、产品吸潮、白度降低.L-谷氨酰胺产品在此加速下不 ,见表8.表8加速试验结果Table 8 The results of accelerated test批置间/ 月透光/%干燥失重/%白度RSD/%098. 20. 1094.003101批19".60. 1493.502939".20.3092.603069".00.4591 8029098.50. 1096.002802 批19".90. 1395.003039".30.3993.20.2"696.20.4892."026098.90.0698.902803 批198.50. 109".503139".90. 3196.203069".30.4694. 10292.6长期室温密闭试验2013年生产的L-谷氨酰胺样品密闭包装,室温 置 201" 行 测,测 与 0析,长期室温密闭放置下产品的干燥失重、透光、白度均无明显变化.L-谷氨酰胺产品密闭包装在室温条件下可长期储存,见表9.表W长期放置试验结果Table 9 The results of long-term placement test批放置时间/;透光/%干燥失重/%白度RSD/%098. 50.0695.802901批198.30. 0795.6030298.30.0895.6028498.20.0995.5026098.80.0898.202402 批198.80.0898. 1025298."0.0898. 1028498.50.0898.0026098.60.069".80.2"03 批198.50.069".6029298.50. 0797. 7030498.30. 079".6029 A结论L-谷氨酰胺产品在密闭包装、室温长期存放条件下,产品指标无变化,处于稳定状态.光照对产品无影响,但在高温、高湿条件下不稳定,高温、高湿对 产品的白度、透光和干燥失重影响较大.因此,L-谷 氨酰胺产品应密闭包装,在生产、运输和储存过程中 应保持干燥.(下转第104页)•104•发酵科技通讯第47卷性最好,最优组合为A2B3C i,即高酰基结冷胶质量分数为0.03%,C M C质量分数为0.12%,大豆多糖 质量分数为0. 02%.影响产品质量的因素A>C> B,即高酰基结冷胶质量分数&大豆多糖质量分数>C M C质量分数.对最优组合进行验证试验,得到 沉淀率的平均值为3. 75%,优于其他组合.由于高酰基结冷胶与大豆多糖和C M C之间具 有协同作用,在酸性条件下形成稳定的分散体系,并 能保护胶体,补偿蛋白质阴离子电荷,吸附在酪蛋白 表面,从而起到稳定酪蛋白的作用,同时防止蛋白质 因聚集而导致沉淀、脂肪上浮和分层[1213].试验结果 显示:高酰基结冷胶质量分数为0. 03%,C M C质量 分数为0. 12%,大豆多糖质量分数为0. 02%,此时 乳酸菌饮料稳定效果最好,且明显降低了使用单一稳定剂的添加量,从而能有效地降低生产成本.A结论当常温型乳酸菌饮料中白砂糖质量分数为6%,发酵酸奶基料质量分数为7%,单双甘油脂肪酸酯质量分数为0.02%时,乳酸菌饮料的感官品质 最佳.各稳定剂对乳酸菌饮料的稳定性都有较大影响,其中高酰基结冷胶对产品稳定性影响最大,当高 酰基结冷胶质量分数为0. 03%,C M C质量分数为 0. 12%,大豆多糖质量分数为0. 02%时,常温型乳 酸菌 料的(上接第99页)参考文献:)1]彭莉.谷氨酰胺代谢与运动[J].中国体育科技,2001,37(4"12-14.[]王书平,刘俊华.谷氨酰胺生理功能与应用研究进展安徽农业科学,2009,37(22) 10376-10377.[]路静,李文立,姜建阳,等.谷氨酰胺对肉鸡小肠组织结构和吸收能力影响[?].动物营养学报,2012,24(2) :291-300.[4] LINDINGER M I,ANDERSON S C .Seventy day safety assessment of an. orally ingested,1 -glutamine-containing oat and 参考文献:[I]张旗,范义文,左军杰,等.高酰基结冷胶在食品饮料中的应用研究[J].广州化工,2014(20) :51-52.[]范婷婷,岳征,李树标,等.复配胶体对面包烘焙质量的影响[J].发酵科技通讯,2017,46(3) 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谷氨酰胺信号通路在疾病中的作用与肿瘤治疗谷氨酰胺信号通路(Glutamine signaling pathway)是一个新兴的研究领域,在多种疾病中扮演了重要的角色。
它是指通过谷氨酰胺转运和代谢途径调节细胞增殖、代谢和应激反应的分子机制。
最近的研究表明,谷氨酰胺信号通路的异常可能与多种疾病的发生发展有关,特别是与肿瘤的发生、进展和治疗有密切关系。
谷氨酰胺(Glutamine)是一种非必需氨基酸,在生物体内广泛存在,并参与许多代谢途径。
它在人体内通过谷氨酰胺转运蛋白(Glutamine transporter)进入细胞,在线粒体中通过谷氨酰胺酶(Glutaminase)水解成谷氨酸和氨基氮,进一步合成其他物质,如丙酮酸、乳酸和氨基酸。
谷氨酰胺代谢对于维持正常细胞生长和代谢均衡起着重要作用。
最近的研究表明,谷氨酰胺信号通路的异常可能与多种疾病的发生发展有关,特别是与肿瘤的发生、进展和治疗有密切关系。
在肿瘤细胞中,谷氨酰胺代谢过程的增强可能导致肿瘤细胞的生长和代谢的改变。
例如,在肝癌细胞中,谷氨酰胺的摄取和代谢水平均显著增加,这可能推动肝癌细胞的增殖和转移。
此外,许多肿瘤细胞也会增强谷氨酰胺代谢途径,以获得更多的代谢能量和合成基质,以促进肿瘤的生长和繁殖。
因此,正常化谷氨酰胺代谢途径,或靶向谷氨酰胺代谢途径成为肿瘤治疗方面的新领域。
近年来,研究人员从不同角度对谷氨酰胺信号通路在肿瘤治疗中的应用进行了研究。
最近,科学家们发现,通过抑制谷氨酰胺代谢途径,可以降低肿瘤细胞的生长和增殖。
例如,一项最新的研究表明,针对谷氨酰胺代谢途径的小分子抑制剂CPI-613能够抑制肿瘤细胞的氧化磷酸化,从而导致肿瘤细胞凋亡。
除此之外,许多研究组还发现,通过激活或抑制谷氨酰胺代谢途径相关信号通路,可以有效地改变肿瘤细胞的生长和代谢,以提高肿瘤治疗的效果。
除了肿瘤治疗,谷氨酰胺信号通路在其他疾病中也扮演着重要的角色。
例如,在心血管疾病、代谢综合症和神经退行性疾病等疾病中,谷氨酰胺代谢途径也发生了一系列变化,这可能引起疾病的发生和发展。
蛋白质谷氨酰胺化修饰及其在疾病发生中的作用蛋白质谷氨酰胺化修饰指的是谷氨酰胺(glutamine)在蛋白质分子中的修饰,该修饰方式主要涉及到一种谷氨酰基转移酶——谷氨酰化酶(glutaminyltransferase,也称为peptidyl-glutamyl peptide hydrolysing amide transferase,或简称TGase)。
在该修饰过程中,谷氨酰化酶会将谷氨酰胺接在部分蛋白质分子的端点处,形成所谓的谷氨酰化蛋白(glutamylated protein)。
通过近年来的研究,人们发现蛋白质谷氨酰化修饰在一些疾病的发生中扮演着重要角色。
例如,在阿尔茨海默病(Alzheimer's disease)中,人脑中的淀粉样蛋白质(amyloid protein)会发生谷氨酰化修饰,这会导致该蛋白质的异常堆积和神经元细胞的死亡。
此外,蛋白质谷氨酰化修饰还与神经退行性疾病(neurodegenerative disorders)的发生有关。
谷氨酰化蛋白在这些疾病中的发生通常是一个后期事件,意味着谷氨酰化蛋白是神经元细胞变性的标志之一。
与神经系统相关的疾病不是蛋白质谷氨酰化修饰的唯一领域。
一些炎症疾病(inflammatory disorders)也涉及到了该修饰方式。
在肺部炎症时,细菌菌体内的一些蛋白质会发生谷氨酰化修饰,这会导致它们在宿主体内激活免疫细胞,并加剧炎症反应。
虽然蛋白质谷氨酰化修饰可能会在不同的病理条件下发挥不同的作用,但其与转录后修饰(post-transcriptional modification)和转录前修饰(pre-transcriptional modification)一样,代表了一种调控基因表达的机制。
通过这种机制,谷氨酰化蛋白可以在细胞内定位、调节酶活性,以及在信号转导途径中发挥作用。
总之,蛋白质谷氨酰胺化修饰在生命科学研究中有着重要的地位,对于人类健康的维护也起着重要作用。
谷氨酰胺的研究进展 谷氨酰胺(Glutamine,GLN)是哺乳动物体内含量最丰富的氨基酸,正常人血浆浓度为0.6~0.9mmol/L。肌细胞内谷氨酰胺浓度为a20mmol/L,比血液中高30倍。谷氨酰胺量占人全身游离氨基酸一半以上,因此谷氨酰胺变化直接影响机体总氨基酸水平。谷氨酰胺受到广泛的关注,部份原因是其在重要疾病中显著的代谢变化,同时也因为一些研究表明其可能成为一种条件性必需氨基酸。Krebs(1935)首次发现哺乳动物肾脏合成和分解谷氨酰胺的能力后,人们才逐步了解谷氨酰胺的作用。Krebs(1935)强调了谷氨酰胺在氮代谢上的重要性:“绝大多数氨基酸都有多种功能,但谷氨酰胺是最丰富的”。20年后,EAGLE(1955)综述了培养哺乳动物细胞谷氨酰胺的营养需要,并强调谷氨酰胺是一种重要的营养素。在许多动物细胞中谷氨酰胺有相对高的浓度,其作为氨的清除剂和作为生物合成许多重要物质如核酸、氨基糖和氨酸氮的供体。谷氨酰胺是血液中最丰富的氨基酸,是肾脏中氨合成和肝脏中尿素合成的氮的载体。六十年代以后动静脉浓度差法在狗的研究中发现了PDV(Portal-Drain-Viseral)中有最大的谷氨酰胺净摄取,随后研究表明小肠粘膜在此现象中起着十分重要的作用。谷氨酰胺是猪乳中含量最丰富的游离氨基酸,并在维持早期断奶仔猪肠道结构和功能方面起着重要的作用(WU,1994;WU,1996)。近年来,谷氨酰胺引起了营养学家的广泛关注,许多研究都表明谷氨酰胺为条件性必需氨基酸。 一、 谷氨酰胺的生物学特性和生理学重要性 谷氨酰胺分子量146,有两个氨基,一个a-氨基和一个易水解的末端氨基。尽管谷氨酰 胺和谷氨酸在结构上仅有微小的区别,生理PH条件下谷氨酰胺是电中性的,谷氨酸则带负电荷(见图3-1),但这就导致了在细胞培养液中谷氨酸不能代替谷氨酰胺和两者运转载体不同。谷氨酰胺有许多重要的和独特的代谢功能:①GLN是一种中性氨基酸,其水解脱末端氨基后生成谷氨酸,其剩余a-氨基通过转氨途径在其它的各种代谢中丐重要作用;②GLN是嘧啶、嘌呤核苷酸、核酸、氨基糖合成的重要前体物。③GLN是肾脏产氨的最重要前体,对酸碱平衡调节起着十分重要的作用;④GLN是一种生糖氨基酸,是肝糖元异生的重要底物;⑤GLN是肝捕捉氨的主要载体和综末产物;⑥GLN是快速生长和分化细胞如血管内皮细胞、淋巴细胞、肠粘膜上皮细胞等的重要供能物质;⑦GLN是某些依赖性细胞如肠粘膜上皮细胞的重要供能物质,也是某些依赖葡萄糖合成ATP途径受损后的最重要的替代途径;⑧GLN是蛋白质代谢的重要调节因子,能促进细胞内蛋白质等生物大分子的合成,减少骨胳肌中的蛋白质的分解;GLN的主要代谢途径和功能如图3-2。这些都表明:谷氨酰胺在维持动物健康中起着重要作用,在重在疾病中血液和组织中谷氨酰胺含量显著下降,导致谷氨酰胺的耗竭。对脓毒症病人,其骨骼肌细胞中储存的谷氨酰胺可能下降75%,这种下降程度和存活率相关。 两种主要的酶调节细胞内谷氨酰胺的代谢:谷氨酰胺水解酶催化谷氨酰胺水解为谷氨酸,而谷氨酰胺合成酶催化谷氨酸和氨合成谷氨酰胺。复制的细胞,如粘膜细胞、淋巴细胞、内皮细胞和肿瘤细胞等趋向于消耗谷氨酰胺,含有更大量的水解酶。而骨骼肌和肺含有大量的谷氨酰胺合成酶,所以其能合成和释放谷氨酰胺进入血液。 图3—1 生理PH值条件下谷氨酰胺和谷氨酸的结构 Figue3—1structure of glutamine and glutamate at physiologic PH
图3—2谷氨酰胺在哺乳动物细胞内的代谢途径和功能 Fig3—2mMetabolic pathways and functions of glutamine in mammalian cells 二、谷氨酰胺的代谢 1. 谷氨酰胺的转运系统 谷氨酰胺在不同组织细胞的转运方式不完全相同,可被各种中性氨基酸转运系统转运,即使是同一转运系统在不同组织细胞中对GLN亲和力和转运速率也不尽相同。总体上分为二大类即Na依赖GLN转运系统和非 依赖性转运系统。前者促进细胞内GLN的积累,后者则允许细胞内高GLN外流,以协调细胞内外GLN的平衡和代谢需求。虽然有关GLN跨组织细胞膜转运机理已有许多研究和报道,但GLN转运系统在不同组织细胞中的分布和功能仍不完全清楚(表3-1和表3-2)。 2. 谷氨酰胺在不同组织器官中的代谢 2.1小肠 胃肠道是利用的主要器官,肠道既不合成也不储存谷氨酰胺,必须依靠其它脏器合成或外源性谷氨酰胺。在正常生理条件下,肠上皮细胞生长需要消耗大量的谷氨酰胺;在病理状态下如创伤、应激、感染及各种危重症时,谷氨酰胺消耗增加,血液和组织中的谷氨酰胺水平降低。 表3—1 谷氨酰胺转运系统 Table3—1Transport system of glutamine
非Na+ Na+ Li+ ph 激素 竞争性底物 主要靶细胞 A系统 / 是 / 敏感 敏感 AIB、MeAIB及其 小肠、结肠细 它中性氨基酸 胞,肝细胞 NAB系统 是 / / / ? 其它中性氨基酸 空肠、肾刷状缘膜 N系统 / 是 是 敏感 / 组氨酸、天门冬氨酸 肝细胞 Nm系统 / 是 / / 敏感 丝氨酸、天门冬氨酸 骨骼肌 ASC系统 / 是 / / 敏感 丙氨酸、丝氨酸、半 肝细胞、PAECs 胱氨酸
谷氨酰胺 GSN生物合成 氨生成(肾) 蛋白合成
氮和碳转运 氨基酸池
能量底物 葡萄糖/糖原合成(肝) 尿素合成(肝) 氨的清除 核酸的生物合成 L系统 是 / / / ? 支链氨基酸、芳香族氨 ? 基酸、BCH Lm系统 / 是 / / ? 支链氨基酸、芳香族氨 小肠状缘膜 基酸 AIB:2-aminoisobutyric;MeAIB:2-methylaminoisobutyric;PAECs:pulmonary artery endothelial cells;BCH:2-aminobicyclo[2,2,1]hepatamedicarboxylic acid。
谷氨酰胺对保持和恢复肠道结构和功能尤为重要。Windmueller(1974)指出,肠道完全是从血浆中而不是从红细胞中摄取谷氨酰胺,因为循环通过小肠时红细胞谷氨酰胺浓度未发生变化。而小肠表皮细胞绒毛摄取了绝大多数谷氨酰胺,例如大鼠的小肠滤出25%的循环谷氨酰胺,狗和人相对少一些,但其比例仍相对高。肠道粘膜细胞含有相当高的谷氨酰胺酶活性,这与其高的摄取和代谢率相一致。此酶的活性易受、一些因子所调节(见表3-3)。刷状缘谷氨酰胺转运特征性最近被刷状缘膜转运载体所证实。空肠刷状缘谷氨酰胺的转运主要通过Na依赖性通道而实现,很少依赖非Na途径;基侧膜的谷氨酰胺的转运也是pH和Na依赖性的。 表3—2 谷氨酰胺在鼠肝细胞中的转运系统 Table 3—2Transport system of glutamine in rat liver N系统 A系统 ASC系统 特异性底物 组氨酸、天门冬氨酸 AIB、MeAIB 丙氨酸、丝氨酸、半胱氨酸 N端甲基化氨基酸 无 抑制 无 MeAIB摄取 非竞争性 竞争性 非竞争性 丝氨基酸竞争底物 无 无 有 离子依赖物 Na+ 强 强 强 Li+ 强 弱 中 Ph抑制作用 有 有 无 N端侧链氨基酸 唯一 无 无 NEM抑制性 弱 强 无 适应性调节 有 有 无 激素调节 有 有 无 NEM:N—ethylmaleimide 用离体大鼠小肠的灌注标本及自动灌注大鼠空肠的活体模型,Windmueller和Spaeth(1974)以示踪法研究了谷氨酰胺碳和氮的代谢终产物,发现将进三分之二的谷氨酰胺碳被氧化为二氧化碳,谷氨酰胺氮则以氨、丙氨酸、瓜氨酸和脯氨酸出现。谷氨酰胺代谢的终产物进入门脉循环,无论从粘膜刷状缘或从动脉血经基底侧膜进入粘膜细胞的谷氨酰胺代谢方式是相同的(见图3-3)。小肠细胞摄取的谷氨酰胺与葡萄糖的摄入率相同,而对小肠上皮细胞而言,谷氨酰胺作为能源比葡萄糖更为重要。肠道非常适于谷氨酰胺的代谢,因为产生的氨非常容易进入门脉,其在进入系统循环前被肝脏滤出,而肝脏利用门脉中的氨合成尿素和谷氨酰胺,肝脏利用丙氨酸进行糖异生,而产生于肠道谷氨酰胺的丙氨酸在总的肝脏丙氨酸的消耗是变化的。 常用的研究小肠谷氨酰胺代谢有以下几种模型:A:活体流量模型(动静脉差法)B:局部灌注模型;C:肠细胞培养;D:膜载体法。上述方法各有缺点。 表3—3 刷状缘谷氨酰胺转运和细胞内代谢的调节 TABLE3-3regulation of brush border glutamine in transport and instracellular metabolism 粘膜谷氨酰胺酶 刷状缘谷氨酰胺的转运 增加活性 降低活性 增加活性 降低活性 口服谷氨酰胺 讥饿 口服谷氨酰胺 脓毒症 糖皮质激素 内毒素 表皮生长因子 讥饿 胰高血糖素 恶性肿瘤 恶性肿瘤 糖皮质激素
图3—3 小肠上批细胞的谷氨酰胺代谢途径 FIG3—3pathway of glutamine metabolism in the small instestinal epithelial cell 2.2胰脏 胰腺的内外分泌都需要谷氨酰胺作为重要能量底物,在培养细胞和离体灌注的胰腺,谷氨酰胺比其他任何氨基酸利用程度都高。静脉灌注标记的谷氨酰胺很快被从循环中清除,测定发现胰脏的外分泌腺含谷氨酰胺的代谢产物比其他组织都高,在离体的胰岛细胞中,谷氨酰胺占代谢底物的约1/3,这些研究表明谷氨酰胺可能是胰腺重量几DNA、蛋白质含量,胰液的总胰蛋白酶原和胰脂肪酶原含量也增加。谷氨酰胺也可调节胰岛激素的释放,Opara等(1990)用离体灌注胰岛研究了谷氨酰胺对胰岛素和胰高血糖素释放的影响,发现在基础血糖水平下,谷氨酰胺抑制胰岛素产生,但刺激胰高血糖素的释放。 2.3淋巴细胞和巨噬细胞 GLN是肠道及肠道相关淋巴细胞及其它各种免疫细胞中核酸、蛋白质等生物分子合成的主要供氮体和氧化供能物质。Ardawi和Newshole(1983)证实了淋巴细胞和巨噬细胞具有高的磷酸依赖性的谷氨酰胺酶活性,能利用大量的谷氨酰胺。Newshole(1983)和ParryBillings等(1990)研究表明在抗原刺激下谷氨酰胺可能对淋巴细胞的增殖是必需的,及既可为核酸生物合成的前体又可作为主要的能源。Brand等(1986)表明增殖的淋巴细胞对谷氨酰胺的消耗显著增加。现已证明淋巴细胞和巨噬细胞对谷氨酰胺的利用与对葡萄糖利用程度相等。当培养介质缺乏谷氨酰胺时,淋巴细胞对丝裂原刺激的应答能力明显降低。血中和局部组织中GLN浓度的下降会直接引起小肠乃至整个机体免疫防御功能的下降。 2.4肝脏 肝脏在器官内谷氨酰胺的代谢中起中枢作用,有证据表明肝脏既能消耗又能释放谷氨酰胺,肝脏可根据机体的需要来调节谷氨酰胺的净摄入和释放。在完整的肝腺泡中仅门脉周围的肝细胞发现有尿素合成和谷氨酰胺,而谷氨酰胺合成酶位于静脉周围的细胞。正如Haussinger(1990)所描述的,这是细胞间的间隔作用,其表现为门静脉周的肝细胞具有低亲和力、高的尿素合成能力系统和静脉周的肝细胞具有高亲合力的氨脱毒系统(作用于逃离尿素合成的氨),这种基本调节的优点之一是在任何过量氨情况下都对此结构和功能组织无有害的影响,因为可通过可变的尿素循流来解决。静脉周的细胞谷氨酰胺酶的活性,允许这种酶作为线粒体内氨的放大器,其成的尿素循 的一种重要的决定因子。 除了氨外,在肝细胞调 谷氨酰胺代 的重要位点是血浆膜的转运,血浆膜运输谷氨酰胺经钠