Содержание к диссертации
Введение
1. ВВЕДЕНИЕ 5
2. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 9
2.1. Физико-химические свойства лизина 9
2.2. Роль лизина как незаменимой аминокислоты в организме 12
2.3. Метаболизм лизина и современные представления о механизмах его ассимиляции в желудочно-кишечном
тракте 18
2.4. Действие лизина на организм животных при его недостатке, норме и избытке в рационах 24
2.5. Взаимоотношения лизина с другими аминокислотами и биологически активными веществами в организме животных 29
2.6. Потребность в лизине у животных и его ресурсы 34
2.7. Синтетические препараты лизина и их использование
в народном хозяйстве 38
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 52
3.1. Материал и методика 52
3.1.1. Изучение всасывания І- С-лизина в тонкой кишке цыплят 57
3.1.2. Изучение состава и биологического действия на цыплат опытных препаратов кормового концентрата лизина, витаминно-аминокислотных премиксов
и некоторых других биостимуляторов 62
3.2. Результаты исследований и их обсуждение 76
3.2.1. Всасывание I- С-лизина в кишечнике цыплят в зависимости от присутствия препаратов
лизина микробного синтеза и их компонентов 76
3.2.1.1. Выбор оптимальных условий для изучения всасывания I- С-лизина методом in situ 76
3.2.1.2. Влияние различных препаративных форм КЮІ . 77
3.2.1.3. Влияние комплексов веществ, входящих в состав ККП 84
3.2.1.5. Влияние отдельных компонентов, входящих в состав ККЛ 90
3.2.2. Химический состав ККЇЇ и его биологическое действие на цыплят при различных условиях получения 98
3.2.2.1. Влияние продуцента лизина, титра посторонней микрофлоры состояния клеточной массы продуцента и нитритных солей 98
3.2.2.2. Зависимость от состава питательной среды 106
3.2.2.3. Влияние наполнителей 121
3.2.3. Биологическое действие на цыплят элюат-ного лизина, полученного по двухпродук-товой схеме, и побочных продуктов его производства 145
3.2.4. Биологическая эффективность витаминно-аминокислотного премикса, полученного на основе лизино-отрубных гранул с использованием силиконового наполнителя 157
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ 163
5. В Ы В О Д Ы 170
6. ПРЕДЛОЖЕНИЯ 173
7. ЛИТЕРАТУРА 174
8. ПРИЛОЖЕНИЯ 223
- Физико-химические свойства лизина
- Роль лизина как незаменимой аминокислоты в организме
- Изучение всасывания І- С-лизина в тонкой кишке цыплят
Физико-химические свойства лизина
Впервые лизин был выделен в 1889 году Дрекселем из гидроли-зита казеина (цит. по /320//). Структура его была установлена и описана Фишером и Вейгертом в 1902 году, первыми осуществившими его химический синтез /22/.
Лизин представляет собой белый порошок с молекулярной массой 146,19, имеющий температуру плавления 224С и кристаллизующийся в виде бесцветных игл или шестиугольных пластинок /99/.
Особенности химической структуры лизина определяют его свойства. Наличие ассиметрического атома углерода в молекуле обеспечивает лизину оптическую активность. Удельное вращение стереоизомеров в воде при 24-26С составляет +13,5 и -13,5 для L и D -форм соответственно. Лизин хорошо растворяется в воде, кислотах и основаниях, но плохо - в спирте и практически не растворим в эфире; имеет поглощение света в дальней ультрафиолетовой области спектра - 220 нм /99, 131/.
Следует отметить, что полярная группировка этой аминокислоты при рН 6-7 несет положительный заряд (II), что обеспечивает катионные свойства той части белковой молекулы, в которой
Химические свойства лизина, как и других аминокислот, главным образом, обусловливает реакционная способность функциональных группировок его молекулы. Характерной особенностью строения молекулы лизина является присутствие в ней лабильной аминогруппы в -положении (I). -аминогруппа лизина, по сравнению с оС-аминогруппой, которую в значительной мере защищает от химических воздействий разных агентов карбоксильная группа аминокислоты, отличается сваей высокой реакционной способностью. Независимо от того, находится ли эта аминокислота в свободном или связанном состоянии, лабильная аминогруппа вступает во взаимодействие с другими веществами, изменяя их биологическую активность. В связи с этим лизин активно вступает в химические реакции с различными соединениями: кислотами, альдегидами, нингидрином, 1-фтор-2,4-динитробензолом, дансилхлоридом, фенилизотиоцианатом и другими, что используется в основе его аналитического определения /ІЗІ/. В реакциях с фосфорно-молибденовой и пикриновой га# слотой лизин образует нерастворимые соли, что используется при его выделении из гидролизатов белка. В результате взаимодействия свободной молекулы лизина с азотистой кислотой образуется токсичная оС, -оксикапроновая кислота, а в случае связанной в белке молекулы - оС-амино- -оксикапроновая кислота /344/.
Роль лизина как незаменимой аминокислоты в организме
Роль лизина - незаменимой кислоты - для живого организма велика и многообразна. Это соединение является структурным элементом белка, входит в состав ферментов и гормонов, участвует в регуляции ряда метаболических процессов и служит предшественником целого ряда биологически активных веществ.
Незаменимость лизина, т.е. его неспособность синтезироваться в организме животных впервые была доказана еще в 1914 г. 0с-борном и Менделем в экспериментах с крысами, а в 1949 г. была обоснована для человека (цит. по /22/).
Основное количество лизина, поступающего с кормом, у растущих организмов идет на синтез тканевых белков, а у взрослых, продуцирующих животных, кроме того - на образование белков продукции /22, 60, 61, 77/. Известно, что в составе тела животного лизин преобладает над другими аминокислотами /54, 220/. Особенно богаты лизином белки крови, соединительных тканей, дентина, а также половых и железистых клеток /2, 49, 222/. Поэтому обеспечение животных достаточным количеством лизина является необходимым условием их нормального развития.
Биохимическая роль лизина в организме в значительной степени обусловлена присутствием в его молекуле лабильной -амино-группы. Важное значение имеют ионные взаимодействия этой группировки лизина в молекулах ферментов, которые во многих случаях определяют их каталитическую активность /132, 262, 313, 334/. Значительное количество остатков лизина обнаружено именно в активном центре биокатализаторов, где -аминогруппа может функционировать двумя способами: обеспечивая образование связи апо-фермента с коферментом /334/ и присоединяя субстрат к активному центру фермента /42, 48/. Химическая природа возникающей между апоферментом и коферментом связи может иметь разный характер. Главным образом, это - ковалентная, ионная, амидная и альдимин-ная связь. При взаимодействии таких ферментов с субстратом обычно образуются активные соединения типа шифсровых оснований /334/.
Биологическая активность гормонов также во многом зависит от состояния -аминогрупп лизиновых остатков в молекуле гормона /22/.
Кроме того, благодаря наличию этой группировки, лизин обладает свойством абсорбировать ионы железа, образуя комплексные соединения /390/. Данный механизм лежит в основе биосинтеза про-топорфирина - простетической группы гемоглобина /132, 222/.
Лизину принадлежит особо специфическая роль регулятора белкового синтеза и липидного обмена в клетке. Регуляцию биосинтеза белка лизин осуществляет с помощью ядерного механизма при участии нуклеиновых кислот, клеточных рибосом и т.д. Установлено, что эта аминокислота входит в состав сложных белков ядра -нуклеопротеидов. Поэтому во всех тканях, содержащих большое количество ядерного вещества, отмечается высокая концентрация лизина /222/. Обращает на себя внимание весьма высокий уровень лизина в гистонах. Как известно из работ ряда исследователей /132, 292, 294/, гистоны оказывают влияние на матрическую активность ДНК в ДНК- иРНК-полимеразных системах и действуют в качестве веществ, регулирующих генную активность в высших организмах. Дефицит лизина в рационе животных тормозит образование в организме нуклеиновых кислот на ранней стадии синтеза оснований, а также способствует повышению активности РНК-азы /92, 132/, участвующей в деструкции РНК /164/. Особенно отчетливо этот процесс выражен в ядрах гепатоцитов, поджелудочной и щитовидной желез, в слизистой оболочке желудка и тощей кишки /92/.
Изучение всасывания І- С-лизина в тонкой кишке цыплят
В связи с тем, что всасывание аминокислот может служить одним из показателей их усвоения организмом, мы сочли целесообразным охарактеризовать ряд препаративных форм кормового концентрата лизина с точки зрения абсорбции в тонком кишечнике цыплят. Так как все испытуемые препараты являются донорами не только лизина, но и целого ряда других биологически активных соединений, в нашу задачу входило также определение возможного регулирующего действия комплексов веществ и отдельных компонентов на всасывание лизина.
Для решения поставленных .задач, проведены три серии экспериментов, схема которых представлена в табл. 4. Целью опытов 1-й серии являлось изучение всасывания меченого лизина в зависимости от продолжительности эксперимента, П-й и Ш-й серий - определение влияния препаративной формы КЮІ и отдельных его компо-нентов на интенсивность транспорта I- С-лизина.
Моделью в наших опытах служили цыплята породы белй леггорн в возрасте с 28-го по 30-й день жизни, выращенные на полнорационном комбикорме, состоявшем из следующих компонентов (%): кукуруза - 40,7, пшеница - 33,0, ячмень - 6,5, шрот подсолнечнико-вый - 15,0, шрот соевый - 5,0, рыбная мука - 5,0, кормовые дрожжи - 3,0, костная мука - 1,3, мел - 1,2, соль поваренная - 0,3. Кроме того, в состав рациона вводились микродобавки, содержащие смесь витаминов, аминокислот и минеральных веществ согласно существующим нормам /137/. Количество протеина в рационе составляло 20,1%, кальция - 1,0%, фосфора - 0,7%; лизина, метионина + цистина и триптофана - соответственно 1,1, 0,8 и 0,22%; обменная энергия - 1242,8 кДж/100 г корма.
