Стабильность матричных РНК, потребление корма и продуктивность моногастричных животных при имбалансе лизина и триптофана

Полежаев, Сергей Леонидович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Стабильность матричных РНК, потребление корма и продуктивность моногастричных животных при имбалансе лизина и триптофана
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Стабильность матричных РНК, потребление корма и продуктивность моногастричных животных при имбалансе лизина и триптофана"

□□3463969

Полежаев Сергей Леонидович

СТАБИЛЬНОСТЬ МАТРИЧНЫХ РНК, ПОТРЕБЛЕНИЕ КОРМА И ПРОДУКТИВНОСТЬ МОНОГАСТРИЧНЫХ ЖИВОТНЫХ ПРИ ИМБАЛАНСЕ ЛИЗИНА И ТРИПТОФАНА

03.00.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

^ / " * / г; 9 Р~|/-

Краснодар 2009

003463969

Работа выполнена в ГНУ Северо-Кавказский научно-исследовательский институт животноводства, в лаборатории испытания биологически активных веществ

Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор,

академик РАСХН Рядчиков Виктор Георгиевич

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор,

Галочкин Владимир Анатольевич

кандидат биологических наук, Головко Елена Николаевна

Ведущая организация: ФГУ Кубанский государственный университет

Защита состоится » 2009 г. в 10°° на заседании

диссертационного совета Д. 006.030.01 при ГНУ Всероссийском научно-исследовательском институте физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных.

Адрес института: 249013, Калужская область, г. Боровск, пос.

Институт, ВНИИФБиП с.-х. животных. Телефон 8-495-9963415,

Факс 8-484-3842088

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Всероссийского научно-исследовательского института физиологии, биохимии и питания с.-х. животных.

Автореферат разослан «, J$ » cj=eJ>jyoijk 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук В.П. Лазаренко

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Сбалансированное по незаменимым аминокислотам питание животных является наиболее значимым условием высокой продуктивности и здоровья животных. Различают несколько форм сбалансированности рационов: недостаток одной или нескольких аминокислот (дефицит); баланс (все незаменимые аминокислоты обеспечены на уровне норм потребности без избытка и недостатка, такой белок называют «идеальным»); имбаланс (острый недостаток одной на фоне избытка остальных; избыток 2-й или 3-й лимитирующих аминокислот на фоне острого недостатка 1-й лимитирующей); антагонизм (лизин-аргинин) и токсичность (D.E. Harper, N. J. Benevenga, е.а., 1970).

Основными признаками имбаланса являются плохой аппетит и, как следствие этого, низкая продуктивность животных (В.Г. Рядчиков и др., 1981-2007). В практике животноводства нередко приходится сталкиваться с случаями дефицита и имбаланса в результате неправильного применения синтетических аминокислот, использования неполноценных высокобелковых кормов без соответствующей корректировки полноценными белками и препаратами аминокислот. Поэтому изучение признаков имбаланса и разработка способов его преодоления имеет как научное, так и практическое значение.

Цитоплазматические мРНК являются центральным звеном белоксинте-зирующей системы. От их количества зависит интенсивность синтеза белка. Исследования последних лет показали, что индивидуальные мРНК значительно различаются по продолжительности жизни, которая варьирует в клетках эукариот от нескольких минут до недель (J. Ross, G. Kobs е.а., 1986, B.K. Плотников, 1987-2007). Главным детерминантом стабильности мРНК является степень её полиаденилирования в З'-нетранслируемой области, т. е. длина ее терминальной гомонуклеотидной цепи - поли (А)-хвоста (E.Y. Baker, 1993). Длина хвоста мРНК и скорость его элиминации в процессе трансляции зависит как от гена, так и от условий окружающей среды. В этом плане представляет определенный интерес проследить действие разных форм баланса

незаменимых аминокислот в питании животных на концентрацию и стабильность суммарных РНК, мРНК и мРНК специфических генов: фактора элонгации трансляции еЕР-1а, протоонкогена с-шус в раскрытии механизмов биосинтеза белка и пищевого поведения животных.

Цель и задачи исследований

Изучить действие разных форм сбалансированности рационов по незаменимым аминокислотам - дефицита, имбаланса лизина и триптофана, баланса (на уровне «идеального» белка) на:

- аппетит, рост, биосинтез белка в теле и печени белых крыс и поросят;

- концентрацию и стабильность суммарной мРНК, а также специфических мРНК - фактора элонгации трансляции еЕР-1а, протоонкогена с-тус печени и мозга крыс;

- выяснить причинно-следственные связи между формой баланса аминокислот, аппетитом, ростом, биосинтезом белка, концентрацией и стабильностью матричных РНК.

Научная новизна

1. Основным фактором снижения аппетита при имбалансе является избыток аминокислот относительно первых лимитирующих - лизина или триптофана. Снижение потребления корма проявляется значительно сильнее при имбалансе триптофана, чем лизина.

2. Установлено, что стабильность суммарной мРНК печени и мРНК фактора элонгации трансляции еЕР-1а зависит от формы сбалансированности рациона. При имбалансе лизина и триптофана, их концентрация и стабильность снижаются в сравнении с показателями у животных на сбалансированных по аминокислотам рационах. Стабильность мРНК протоонкогена с-шус в печени, наоборот повышается в ответ на низкобелковое несбалансированное по аминокислотам питание. Это свидетельствует о разной экспрессии специфических генов на ту или другую форму аминокислотного баланса.

3. Балансирование рационов по принципу «идеального белка» способствует существенной его экономии. Рационы свиней, сбалансированные по аминокислотам комбинированием кормов, не отвечают требованиям «идеального белка» из-за значительного избытка таких аминокислот как аргинин, лейцин, валин, тирозин. Можно полагать, что практические рационы, в том числе и кукурузо-соевые, обладают свойствами, характерными для имбаланса. Практическая значимость работы

Разработанный состав рациона для поросят на основе принципа «идеального белка», позволяет существенно сократить затраты белка без ущерба для продуктивности. Наши исследования показали, что аппетит, играющий наиболее значимую роль в повышении продуктивности животных, зависит от сбалансированности рационов по незаменимым аминокислотам. Поэтому в практике свиноводства вопросу сбалансированности рационов, как фактора аппетита, рекомендуем придавать больше внимания. Апробация работы

Основные результаты научных исследований по диссертационной работе доложены и обсуждены на международных, всероссийских и региональных научных конференциях. Основные из них: Второй съезд биохимического общества РАН (май 1997г., Москва, Пущино), Вторая краевая школа-семинар молодых учёных «Научное обеспечение сельскохозяйственного производства» (1997г., НИИ Риса, Краснодар). Положения, выносимые на защиту:

- имбаланс лизина и триптофана вызывает ухудшение аппетита и, как следствие этого, резкое снижение роста и отложения белка, высокие затраты белка и корма на единицу продукции, при этом реакция животных на имбаланс триптофана проявляется более остро, чем на имбаланс лизина;

стаза путём ограничения потребления излишнего количества аминокислот и образующихся вредных продуктов распада;

- при имбалансе не снижается количество суммарной РНК, суммарной мРНК и мРНК фактора элонгации трансляции еЕР-1а в печени, однако существенно снижается стабильность мРНК . Это особенно заметно при имбалансе триптофана в результате увеличения количества аминокислот до 150% норм потребности. В то же время уровень и стабильность протоонкогена с-шус повышается в печени крыс. Это свидетельствует о том, что разные гены экспрессируются неодинаково в ответ на одну и ту же форму сбалансированности аминокислотного питания;

- снижение экспрессии гена фактора элонгации трансляции еЕР-1а в печени и мозге при имбалансе может быть ключевым звеном в цепи регуля-торных механизмов пищевого поведения животных (аппетита);

- более низкий рост свиней на высокобелковом рационе кукуруза+соя в сравнении с ростом на монозерновом рационе, обогащенном кристаллическими аминокислотами точно до норм потребности («идеальный белок»), обусловлен избытком нелимитирующих аминокислот, создающим естественный имбаланс за счёт самих кормов. Этот вывод подтверждается показателями снижения стабильности суммарной мРНК, аналогично снижению стабильности в печени крыс на рационах с имбалансом лизина;

- способность регулировать уровень и стабильность мРНК в зависимости от условий аминокислотного питания является приспособительным механизмом организма животных. При снабжении аминокислотами на уровне современных норм наблюдается высокая стабильность мРНК, хороший рост животных и биосинтез белка. Индекс стабильности суммарной мРНК печени может быть более объективным тестом для оценки сбалансированности рационов по аминокислотам и обмену белка чем концентрация суммарной РНК.

Публикация результатов исследований

По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ, в которых отражены основные результаты экспериментальных исследований, из них одна работа в центральном издании, рекомендованном ВАК Министерства образования и науки РФ.

Объем и структура диссертации

Диссертации изложена на 94 страницах без списка источников, а всего она содержит 109 страниц компьютерного набора.

Состоит из введения, обзора литературы, материала и методики исследований, результатов собственных исследований, обсуждения, выводов и предложения производству, содержит 23 таблицы, 4 рисунка, список использованной литературы включает 142 источника.

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Проведено три опыта на растущих крысах породы Вистар и один опыт на поросятах породы СМ 1. В каждом опыте на крысах было четыре группы по 10 голов в каждой, содержание - в индивидуальных клетках. Продолжительность I и II опытов - 14 дней, III - 10 дней. Животные первой группы получали основной, рацион, который состоял на 96% из кукурузной дерти (8,8% сырого белка) + микро- и макроэлементы, витамины по нормам NRC-1972. Лизин является первой лимитирующей аминокислотой в белке кукурузы. Его количество составило 27% от нормы (2,4 г против 9 г/кг по норме). Триптофан является второй лимитирующей аминокислотой, его количество в рационе составило 42% от нормы (0,63 г вместо 1,5 г/кг по норме). Имбаланс по лизину (2-я группа) создавали путём добавления всех недостающих аминокислот, кроме лизина, в виде синтетических препаратов L-формы, до 100% в I опыте и до 150% норм потребности во II-III опытах соответственно. Имбаланс триптофана (3-я группа) создавали за счёт такой же добавки аминокислот, в т.ч. лизина, но без триптофана. Животные 4-й группы получали скорректированный рацион, обогащенный всеми недостающими аминокислотами (рис. 1).

§■150 1

400

2 50 а

Основной рацион

150 ■ 100 -50 -0

Имбаланс лизина

ISIS I1!

Имбаланс триптофана

150 -100 -

Скорректированный

= в Я* Я" J3 S ej х е. я

Рис.1. Содержание незаменимых аминокислот в % от норм потребности в рационах. Источники аминокислот: Ц- кукуруза; ^ - кристаллические аминокислоты до 100%; В - то же до 150%

Опыт на поросятах продолжительностью 30 дней проведен на пяти группах, по ¡2 голов в каждой. Схема опыта с первой по четвёртую группу была аналогичной схеме опытов на крысах: аминокислоты добавляли до 100% норм потребности для свиней (Рекомендации «Аминокислотное питание свиней, М. 2000»). Балансирование рациона по аминокислотам в 5-й группе произведено за счет введения в кукурузный рацион 25% соевого шрота (рис. 2). Рационы обогащали витаминными и минеральными премиксами.

1.200 О

£ 150 £

g 100

8. 50

н о

~ о

Основной рацион - кукуруза

§"200 в

^150

5100

"2 50

□

I а

Имбаланс лизина

я В i п п 2% - аа

200 150 -100 -50 0

Имбаланс триптофана

>' ■ S

га

§■200 s

£ 150 Н

5 100

1 50 Н

I 0

Кукуруза + HAK

Кукуруза 72% + соя 25%

5 и " ® « ¡я ч s s р- р- ч S Э

Ч tf н f- s Ч и

н «

т--г

а.

s р-

С ©

а. 5 < t-

Рис. 2. Содержание незаменимых аминокислот в % от норм потребности в рационах свиней. Источники аминокислот: П - кукуруза; ¡5§| - кристаллические незаменимые аминокислоты (HAK); В " соевый шрот

Содержание белка в кормах, тушках крыс, печени определяли по азоту методом Кьельдаля. Переваримость определяли по методу Томаса, (1908); отложение азота - по методу Бендера, (1953), в прописи В.Г. Рядчикова,

(1978). Анализ крови на клинические и биохимические показатели определяли общепринятыми методами.

Суммарную РНК печени и мозга выделяли фенол - детергентным методом в присутствии ионов Mg (В.К.ГТлотников и др., 1998).

Концентрацию и чистоту препаратов РНК определяли спектрофото-метрически по стандартной методике из расчета 10Е2во=37 мкг/мл (Маниатис и др., 1985).

Выделение суммарной матричной РНК (мРНК) осуществляли методом аффинной хроматографии на колонке с поли(У)-сефарозой. Суть метода состоит в том, что препарат суммарной РНК пропускают через колонку с аффинным носителем. В этих условиях полимер носителя - поли(У) комплементарно гибридизируется с поли(А) последовательностью на 3' конце мРНК и связывает ее: рибосомная и транспортная РНК не связываются с аффинным сорбентом и уходят с элюатом. Поли(А) мРНК элюировали с колонки соответствующим буфером при температуре 50 °С.

В процессе хроматографии, как и в условиях in vivo, под действием температурного и ионного окружения происходит распад мРНК, скорость которого зависит от пространственной структуры (конформации) молекул мРНК. Структура определяется степенью полиаденилирования, т. е. длиной поли(А)-хвоста. Поэтому методикой предусмотрена двухцикличная хроматография на поли(У)-сефарозе; в первый цикл получают фракцию по-ли(А)+мРНК, во второй - фракцию поли(А)++мРНК. Стабильность суммарной мРНК выражают в % по формуле: [поли(А)+7поли(А)+]х] 00.

Концентрацию и стабильность мРНК eEF-la и мРНК с-шус определяли по методу В.К. Плотникова и Н.В. Бакалдиной, (1993). Суммарную по-ли(А)+мРНК гибридизировали с радиактивно мечеными зондами. В качестве зондов использовали синтетические олигодезоксирибонуклеотиды, комплиментарные участку кодирующей области мРНК белков: эукариотического фактора элонгации трансляции eEF-1 a и протоонкогена с-шус.

Зонды метили концевым включением радиоактивной метки с помощью полинуклеотидкиназы фага Т4 и [у33Р] АТФ («Изотоп», Россия).

Гибридизацию дезоксирибонуклеотидных зондов с поли(А)+мРНК и поли(А)~+мРНК производили на колонке поли(У)-сефарозы в течении 1 часа при 36°С. Концентрацию этих РНК определяли по удельной радиоактивности (число импульсов в минуту на 1 мкг) с помощью сцинтилляционного счетчика Rack Beta Spectral 1219 ("LKB", Швеция).

Суммарную радиоактивность рассчитывали, умножая значение удельной радиоактивности на количество поли(А) мРНК.

Определение соотношения молекул суммарной мРНК с длинными и короткими поли(А) последовательностями на З'-конце определяли методом термальной ступечатой элюции поли(А)+мРНК с колонки поли(У) - сефаро-зы при температуре 35°С и 65°С. Соотношение высоко- и низкотемпературной фракции - (А)„65°С /(А)„35°С использовали в качестве характеристики степени полиаденилирования суммарной мРНК.

Суммарную ДНК определяли по методу JI. Блобеля и В. Потгера в прописи М.Г. Трудолюбовой, (1977). РНК-азную активность определяли по С. Уилсону, (1975).

Математическую обработку полученных результатов выполняли стандартными методами по Стьюденту в описании Е.К. Меркурьевой (1970) на ПК с применением программ Microsoft Excel пакета MS Office 2000.

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

I и II опыты. Аппетит и рост животных. Добавление к основному рациону кристаллических аминокислот до норм потребности, но без лизина и триптофана, вызывало снижение потребления корма на 13,4 и 20,6%, роста на 86 и 95% (р<0,001) соответственно. В то же время добавление той же смеси синтетических аминокислот, но с лизином и триптофаном, способствовало повышению потребления корма в 2,5 раза (р<0,01) и среднесуточных приростов в 8,5 раз (р<0,001) по сравнению с таковыми у крыс на основном рационе (таблица 1).

Во И опыте в результате добавления смеси аминокислот до 150% норм потребности в группах с имбалансом лизина и триптофана наблюдалась еще более острая реакция животных, чем в первом опыте, в виде снижения потребления корма и роста животных. Более того, животные в группе с имбалансом триптофана снизили живую массу на 1,54 г за 14 дней опыта.

На скорректированном рационе животные также хуже поедали корм и медленнее росли (р<0,05), чем на скорректированном рационе при 100% добавлении аминокислот в первом опыте.

Таблица 1.

Действие разных форм баланса незаменимых аминокислот на потребление

корма и рост белых крыс (п=10)

Показатели Основной рацион (ОР) 1-я группа Имбаланс лизина 2-я группа Имбаланс триптофана 3-я группа Скорректированный рацион 4-я группа

I опыт + НАК до 100% потребности

Начальная ж.м., г 46,8±0,9 46,5±0,7 46,9±0,6 46,9±0,7

Потребление корма, г/гол в сутки 4,02±0,2 3,48±0,2 3,19±0,Г 10,0±0,5**

в % к ОР 100 86,6 79,4 248,8

Прирост ж.м., г/14 дн. 5,74±0,26 0,84±0,11*** 0,28±0,003*" 49,0±1,7*"

в % к ОР 100 14 5 853,7

II опыт + НАК до 150% потребности

Начальная ж.м., г 46,8±0,4 46,6±0,6 46,9±0,7 46,8±0,5

Потребление корма, г/гол в сутки 4,12±0,5 3,20±0,4 2,54±0,2* 7,5±0,б"

в % к ОР 100 77,7 61,7 182,0

Прирост ж.м., г/14 дн. 5,85±0,26 3,36±0,15** -1,54±0,17 37±1,б'"

в % к ОР 100 57,4 - 632,5

Достоверность различий к группе ОР: * -р<0,05; **-р<0,01; *** — р<0,001. ж.м. - живая масса. НАК - добавка незаменимых аминокислот.

Из опытов очевидно, что причиной имбаланса является избыток аминокислот относительно уровня лимитирующих - лизина и триптофана, чем выше избыток, тем выше его отрицательное действие на аппетит и рост животных, при этом оно проявляется сильнее при имбалансе триптофана, нежели лизина.

В тушках, печени и сыворотке крови крыс на скорректированных рационах в I и II опытах содержание (р<0,05-0,01) и отложение белка (р<0,001) было существенно выше по сравнению с показателями у животных, получавших рационы с имбалансом (таблица 2).

Таблица 2.

Содержание белка в тушках, печени и сыворотке крови крыс, % (п=4)

Показатели Основной ра- 1 Имбаланс ли-цион ! зина 1-я группа ! 2-я группа Имбаланс триптофана 3-я группа Скорректированный 4-я группа

I опыт (100% НАК)

Тушка 18,7±0,22 18,3±0,23 16,2±0,31 19,7±0,51

Печень ! 15,8±0,3 15,9±0,6 17,3±0,07 21,8±0,01"

Сыворотка крови 5,36±0,07 5,17±0,03 4,21±0,06 6,73±0,08"

II опыт (150% НАК)

Тушка ! 14,9±0,17 15,81±0,8 14,2±0,43 16,3±0,4"

Печень \ 15,7±0,09 17,1 ±0,4 16,0±0,6 19,6±0,2"

Сыворотка крови 5,6±0,08 5,61±0,07 6,04±0,02 7,5±0,03"

Достоверность различий к группе ОР: *-р<0,05; ** -р<0,01; *** -р<0,001.

Увеличение уровня аминокислот при добавке до 150% не приводило к повышению содержания белка и отложению азота у крыс на скорректированном рационе по сравнению с отложением при 100% обеспеченности аминокислотами. Наоборот, наблюдалось достоверное снижение отложения азота: 1,22 против 0,94 г за 14 дней. Несмотря на низкое абсолютное количество отложенного азота в тушках крыс на рационах с имбалансом, в расчете же на 100 г прироста не было достоверных различий по его отложению при разных условиях аминокислотного питания (таблица 3).

Таблица 3.

Отложение азота в тушках крыс (п=4)

Показатели Основной рацион 1-я группа Имбаланс лизина 2-я группа Имбаланс триптофана 3-я группа Скорректированный 4-я группа

I опыт (100% НАК)

Отложено, г /14 дн. 0,14±0,05 0,02±0,003 j 0,1 ±0,007** 1,2±0,05***

г на ЮОг прироста 2,41 ±0,08 2,22±0,1 j 2,5±0,1 2,43±0,12

II опыт (150% НАК)

Отложено, г /14 дн. 0,16±0,04 0,1±0,003** -0,12±0,001 j 0,97±0,08***

г на ЮОг прироста 2,73±0,08 2,94±0,04 ! 2,61 ±0,09

Достоверность различий к группе ОР: * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001.

Содержание и стабильность суммарных РНК, мРНК и ДНК в печени лабораторных животных

Уровень суммарной РНК в печени крыс на скорректированном рационе был выше, чем у крыс на низкобелковом основном рационе (р<0,05), однако достоверных различий с уровнем РЖ в печени животных, получавших рационы с имбалансом лизина и триптофана, не отмечено (таблица 4).

Таблица 4.

Содержание суммарной РНК, ДНК и мРНК, и индекс стабильности мРНК

в печени крыс (II опыт)(п-4)

Суммарная РНК, мг/г 4,66±0,3 5,01 ±0,09 5,0±0,25 5,61±0,17*

-"-"- ДНК, мг/г 2,00±0,11 2,1±0,14 1,95±0,07 2,10±0,13

РНК/ДНК 2,33±0,12 2,39±0,17 2,56±0,09 2,81±0,08

Суммарная поли(А)+мРНК, мкг/г 11,0±1,5 13,3±0,9 15,4±1,1 13,8±2,0

Суммарная поли(А)++мРНК, мкг/г 2,97±0,2 3,06±0,11 3,54±0,24 4,55±0,25**

Индекс стабильности, % 27±0,5 23±0,41* 23±0,27' 33±0,4"

Достоверность относительно 1-ой группы: * - р<0,05; ** - р<0,01.

Не было различий между группами по количеству ДНК. Транскрипционная активность, выражаемая отношением РНК/ДНК, была более высокой у крыс на скорректированном рационе.

По уровню суммарной поли(А)+мРНК не выявлено достоверной разницы между группами, в то время как уровень стабильной поли(А)++мРНК оказался существенно выше в печени крыс на скорректированной диете (р<0,01) по сравнению с тем в остальных группах. У животных на рационах с имбалансом стабильность мРНК была ниже по сравнению с этим показателем в первой группе (р<0,05). Следовательно, имбаланс лизина и триптофана не угнетает сколько-нибудь существенно транскрипционную активность генома печени, однако, оказывает заметное отрицательное действие на стабильность цитоплаз-матической мРНК.

Представляло интерес рассмотреть действие разных форм сбалансированности на количество и стабильность мРНК фактора элонгации трансляции еЕР-1а. (таблица 5).

Таблица 5.

Содержание и стабильность мРНК еЕР-1а печени крыс

Показатели Основной 1 Имбаланс рацион лизина 1-я группа | 2-я группа Имбаланс триптофана 3-я группа Скорректированный 4-я группа

Добавка АК до 100% потребности (I опыт)

1> Концентрация по-ли(А)+мРНК 20,0±1,1 26,3±0,9** 24,5±0,б" 21,7±0,9

Концентрация по-ли(А)+тмРНК 27,5±0,8 20,7±1,5" 32,6±1,7 35,8±1,0"

Индекс стабильности, % 137,5±7 78,7±4,8" 133,0±6,1 | 164,6±8,9*

Добавка АК до 150% потребности (II опыт)

Концентрация по-ли(А)+мРНК 21,5±0,9 21,7±1,0 25,0±0,2 19,9±0,5

Концентрация по-ли(А)++мРНК 22,4±0,4 23,0±0,6 20,6±0,4 27,4±0,4

Индекс стабильности, % 104,3±5,9 106±5,1 82,3±4,2 137,3±7,3

1) Концентрация мРНК еЕК-1а выражается числом радиоактивных импульсов тысяч/минугу/0,5 мг суммарной РНК при гибридизации поли(А) мРНК на поли(У)-сефарозе. Разница достоверна относительно показателей 1-ой группы: * - р<0,05; ** - р<0,01.

Оказалось, что общий уровень поли(А)+мРНК еЕР-1а в печени крыс на рационах с имбалансом более высокий, чем у крыс на основной низкобелковой и скорректированной диетах. В то же время концентрация стабильной фракции поли(А)++ и индекс стабильности фактора элонгации трансляции

оказались наиболее высокими у животных, получавших скорректированный рацион - 35,2 тыс. импульсов и 164,6%, соответственно.

Следует также отметить существенно более высокую стабильность фактора элонгации трансляции у крыс на диете с имбалансом триптофана, которая бьша на уровне со стабильностью у животных на основном рационе (133,0 и 137,5%). У крыс на рационе с имбалансом лизина стабильность быстро снижается.

Во Н опыте сохранилась та же тенденция более высокой стабильности мРНК еЕР-1а у крыс на скорректированном рационе. Отмечается резкое снижение её стабильности при имбалансе триптофана в результате увеличения смеси аминокислот до 150% от норм потребности (р<0,001).

1Н опыт. Представляло интерес проследить действие имбаланса на более взрослых животных при более высоком содержании белка в зерне кукурузы 12,5%. Добавление к основному рациону аминокислот до 150% потребности не вызвало столь резкого снижения аппетита, как это имело место в двух предыдущих опытах, приросты за опыт в группе с имбалансом лизина и триптофана составили соответственно 66,7 и 25,9% относительно приростов крыс на основном рационе (таблица 6).

Крысы на скорректированном рационе росли в 3,3 раза быстрее, чем на основном. Содержание и отложение белка в тушке находилось в соответствии с ростом крыс.

Таблица 6.

Потребление корма и рост белых крыс в III опыте, п=10

Основной Имбаланс Имбаланс Скорректи-

Показатели рацион лизина триптофана рованный

1-я группа 2-я группа 3-я группа 4-я группа

Начальная ж.м., г 75±0,3 75±0,5 75±0,4 75±0,7

Потребление корма, г/гол в сутки 8,14±0,2 7,97±0,4 6,62±0,3** 8,94±0,7

в % к ор 100 98,0 81,3 110,0

Прирост ж.м., г/10 дн. 5,4±0,12 3,6±0,4* 1,4±0,Г" 18±0,4""

в % к ор 100 66,7 25,9 333

Содержание белка в тушке, % 15,9±0,3 15,8±0,8 14,2±0,4 16,3±0,4

Отложено Н г/10 дн. 0,125±0,003 0,089±0,002 0,035±0,003 0,47±0,01"*

-"-, г/100 г прироста 2,31 ±0,12 2,47±0,09 2,50±0,20 2,61±0,11

Достоверность различий к группе ОР: * - р<0,05; ** -р<0,01; *** — р<0,001.

Как и в первых двух опытах количество суммарной РНК в печени крыс не коррелирует с ростом и отложением азота (таблица 7). Более того, у крыс на рационах с имбалансом ее содержание выше, чем у крыс на основном рационе (р<0,05).

Таблица 7

Содержание суммарной РНК, ДНК и активность РНКазы (Ш опыт) (п=4)

Суммарная РНК, мг/г 4,18±0,3 5,20*0,15* 5,58*0,23* 5,18±0,22*

ДНК, мг/г 2,07±0,1 2,10±0,15 2,23*0,09 1,98*0,21

РНК/ДНК 1,54 2,48 2,81 2,62

Активность РНКазы, ед/мг 1,27*0,09 2,45*0,05" 0,94±0,15 0,64*0,33

Достоверность различий к группе ОР: * - р<0,05; ** -- р<0,0];***- р<0,001. Активность РНК-азы - наименьшая в группе с имбалансом триптофана

и на скорректированном рационе, что согласуется с высоким уровнем у них РНК. Высокая активность РНК-азы в печени крыс на рационе с имбалансом лизина, при достаточно высоком уровне суммарной РНК, трудно объяснима.

Показатели концентрации и стабильности мРНК еЕР-1а в печени распределились по группам примерно в том же порядке, как во II опыте: наивысшая концентрация стабильных псши(А)++ и индекс стабильности у животных на скорректированном рационе - 31,3 тыс. имп. и 117,5%, соответственно, самые низкие - на рационе с имбалансом триптофана-13,7 тыс. имп. и 94,5% (р<0,01) (таблица 8).

Таблица 8.

Концентрация и индекс стабильности специфических мРНК в печени

крыс (III опыт) (п=4)

еЕР-1а

Концентрация поли(А)' 21,0±1,1 23,3*1,0 14,5*0,9 26,6*1,3

-"- поли(А)" 24,5*1,4 21,1*1,2 13,7*0,8' 31,3*1,3 '

Индекс стабильности, % 116,5*5,5 90.7*5,8"_ 94,5*4,7" 117,5*4,2

с-шус

Концентрация поли(А)т 17,0±0,6 18,1*1,0 28,0*1,2 29,4

-"- поли(А)1" 30,5*1,0 23,8*1,2 24,5*1,0 24,0*1,2

Индекс стабильности, % 180*10" 87,5*7 81,8*7

Достоверность относительно 1-ой группы: * - р<0,05; ** - р<0,01; достоверность относительно 4-ой группы; -р<0,05; ~р<0,01.

В печени животных, получавших основной рацион, отмечается довольно высокая концентрация поли(А)++- 24,5 тыс. имп. и стабильность - 116,5%, у крыс на рационах с имбалансом эти показатели существенно ниже (р<0,05).

Иная картина получена по концентрации и стабильности мРНК прото-онкогена с-тус. Наиболее высокой стабильность оказалась на основном кукурузном рационе. Здесь концентрация поли(А)+* фракции составила 30,5 тыс. имп., что на 27-30% больше, чем у крыс на рационах с имбалансом аминокислот и скорректированном . Об увеличении экспрессии гена с-тус в условиях голодания, в том числе белкового, сообщалось и в других работах (Т.КапашоЮ е.а„ 1999).

Известно, что регуляция пищевого поведения осуществляется под контролем структур головного мозга. Поэтому представляло интерес изучить уровень и стабильность мРНК еЕР-1а в мозге крыс (таблица 9).

Таблица 9

Концентрация и индекс стабильности мРНК еЕР-1а в мозге крыс (п=4)

1-й опыт (100%. НАК)

Концентрация поли(А)+ 18,6±1,1 20,0±1,0 15,9±0,7" 17,5±0,6

-"- поли(А)++ 24,0±0,9 27,9±1,2 15,4±1,0" 20,6±0,8'

Индекс стабильности, % 121±8 139±7 97,2±б" 117,4±8

Н-й опыт (150% НАК)

Концентрация поли(А)+ 16,5±0,6 17,8±1,0 14,6±0,8" 17,0±1,0

поли(А)++ 18,7±0,7 18,2±1,0 16,6±0,4' 20,6±1,2

Индекс стабильности, % 113,3±6 102±6 114±5 121,3±8

Достоверность относительно 1-ой группы: * - р<0,05; ** -р<0,01.

Самая низкая концентрация поли(А)+ и поли(А)++мРНК еЕР-1а, как в первом так и во втором опытах оказалась в мозге крыс на рационе с имбалансом триптофана (р<0,01). В остальных группах эти показатели в опытах на крысах были довольно близкими. По данным В.Г. Рядчикова и др., (2007), концентрация свободных аминокислот в целом мозге цыплят на рационах с имбалансом лизина и треонина, на основном и скорректированном рационах сохраняется на одинаковом уровне, что объясняется способностью структур мозга регулировать состав и концентрацию свободных аминокислот на го-

меостатическом уровне. По-видимому, при имбалансе триптофана, в отличии от имбаланса лизина, происходят более значительные нарушение в мозге, что доказывается более низкой концентрацией мРНК eEF-la, более сильным подавлением аппетита и роста у животных, чем при имбалансе лизина.

Опыт на поросятах. В результате добавления к монозерновому кукурузному рациону смеси аминокислот до 100% нормы потребности, без лизина или триптофана, как и в опытах на крысах, приводило к снижению потребления корма на 8,8 и 21,9%, среднесуточных приростов на 18,6 и 66,8% (221 против 180 и 80 г) соответственно (таблица 10). На скорректированном рационе в результате балансирования кристаллическими аминокислотами среднесуточный прирост составил 580 г., или в 2,62 раза больше, чем на основном рационе. На рационе, сбалансированном за счегг добавления соевого шрота, приросты, несмотря на значительный более высокий уровень белка составили 470 г или на 19% меньше, что являлось для нас весьма неожиданным.

Таблица 10.

Потребление корма и рост свиней на рационах с разным балансом незаме-

нимых аминокислот (п=12)

№ группы 1-я 2-я | 3-я 4-я | 5-я

Показатели Основной рацион (ОР) Имба-ланс лизина Имба-ланс триптофана Скорректированный

+ Д0 100% HAK* +25% соев. шрота

Содержание: белок, % 10,7 11,4 11,9 12,0 16,7

лизин, г/кг 2,7 2,7 9,0 9,0 9,0

триптофан, г/кг 0,7 1,8 0,7 1,8 2,0

Ж.м. на нач. опыта, кг 18,3±0,5 18,4±0,8 18,7±0,7 18,7±0,8 18,6±0,5

Потребление корма, кг/гол в день 1,14±0,1 1,04±0,02 0,89±0,06 1,28±0,06 1,15±0,08

в % к ОР 100 91,2 78,1 112,2 100,9

Среднесут. прирост, г 221±11 180±12 80±13 580±25" 470±21

в % к ОР 100 81,4 36,2 262,4 212,6

Затраты корма на 1 кг прироста, кг 5,16±0,8 5,78±0,6 11,1±0,9 2,2±0,3 2,45±0,2

Затраты белка на 1 кг прироста, г 459 601 1154 233 431

* -HAK - незаменимые аминокислоты.

Объяснить более низкие показатели продуктивности животных 5-й группы на рационе с 16,7% белка по сравнению с приростами в 4-й группе на

рационе, сбалансированном по принципу идеального белка (12%), можно значительным избытком нелимитирующих аминокислот. Поедаемость корма у свиней 5-й группы была на 10,2%, приросты - на 19,2% меньше, чем в 4-й.

Самые высокие показатели переваримости и отложения азота отмечены у животных 4-й группы (таблица 11). Отложение азота у свиней на основном рационе и при имбалансе было значительно меньше (р<0,01-0,001). В группе с имбалансом триптофана отложение азота, как в г/гол., так и в % от потребленного - почти в 2 раза меньше чем на основном рационе и в 4,5 раза меньше, чем у свиней 4 группы на скорректированном рационе.

Таблица 11.

Переваримость и отложение азота у свиней (п=3)

№ группы 1-я 2-я 3-я 4-я | 5-я

Показатели Основной рацион (ОР) Имбаланс лизина Имбаланс триптофана Скорректированный

+100 НАК +25% со-ев. шрота

Коэфф. переваримости М, % 84,3±2,1 83,0±1,8 82,1±3,0 87,3±4,1 84,4±2,5

Отложение Ы, г/гол в сутки 5,98±0,7 5,81±0,4 3,15±0,2 14,12±0,8 13,43±0,6

Отложение 14, % от потреблённого 31,9± 1,2 29,05±1,4 17,93±0,9 44,42±1,8 36,93±1,3

Исследования степени полиаденилирования суммарной мРНК печени поросят четко выявило резкое снижение количества мРНК с длинными по-ли(А) последовательностями в стрессовых условиях'имбаланса (таблица 12).

Таблица 12.

Соотношение молекул с короткими поли(А)п35°С и длинными по-ли(А)п65°С поли(А) последовательностями в суммарной мРНК (п=4)

№ группы 1-я 2-я 3-я 4-я 5-я

Показатели Основной Имбаланс Имбаланс Скорректированный

рацион (ОР) лизина триптофана +100 НАК +25% соев. шрота

Короткие поли(А)„35°С 9,8±0,7 10,8±0,6 10,0±0,6 11,6±0,8 14,8±0,9*

Длинные поли(А)„65°С 8,0±0,4* 5,1±0,3" 3,1+0,2*™ 11,7±0,6 6,5±0,4"

(А)П65°С /(А)„35°С 0,82±0,06* 0,47±0,04" 0,31 ±0,05"'' 1,01±0,08 0,44±0,04"

Достоверность относительно 1-ой группы: * - р<0,05; ** - р<0,01; достоверность относительно 4-ой группы; -р<0,05; -р<0,01.

Отношение (А)„65°С /(А)П35°С при имбалансе лизина и триптофана составили 0,47 и 0,31, на основном и скорректированном рационах - 0,82 и 1,01 соответственно.

Весьма неожиданным для нас оказалось низкое количество стабильных поли(А) последовательностей мРНК в печени поросят, получавших рацион, сбалансированный за счет сои. Единственное объяснение этому может быть следующим: рацион кукуруза+соя несет свойства имбаланса в результате значительного избытка незаменимых аминокислот относительно первой лимитирующей - лизина (см. рис. 2). Этот опыт подтверждает, что балансирование за счет естественных кормов, аминокислотный состав которых далеко не соответствует нормам потребности, не позволяет создавать рационы с «идеальным белком». Поскольку аминокислоты не могут запасаться в организме наподобие жира и гликогена, от них приходится избавляться путём усиления деградации излишних аминокислот в организме животных. По-видимому этот путь в условиях острого имбаланса оказывается недостаточно эффективным. Поэтому снижение аппетита следует рассматривать как физиологически-обоснованную защитную реакцию организма от вредного избытка аминокислот.

ВЫВОДЫ

1. Имбаланс, как форма несбалансированности рационов по незаменимым аминокислотам, характеризуется не недостатком первой, а избытком не-лимитирующих аминокислот. Основным признаком имбаланса является снижение потребления корма (ухудшение аппетита) и, как следствие этого, снижение роста.

2. Острота проявления имбаланса зависит от биологических свойств лимитирующей аминокислоты. Животные более остро реагируют на имбаланс триптофана, нежели лизина.

3. Рационы, сбалансированные по аминокислотам за счёт естественных кормов, несут свойства «естественного имбаланса» вследствие сверх -нормативного избытка аминокислот относительно первой лимитирующей.

4. Форма сбалансированности аминокислотного питания оказывает существенное влияние на экспрессию генов: на скорректированных рационах уровень суммарной РНК в печени крыс выше, по сравнению с уровнем на низкобелковом основном рационе; при имбалансе концентрация суммарной мРНК оказывается такой же высокой, как при сбалансированном по аминокислотам питании. Поэтому уровень суммарной РНК в печени не является надёжным тестом интенсивности отложения белка и роста животных.

5. Стабильность мРНК в печени при имбалансе существенно снижается в сравнении со стабильностью у крыс на низкобелковом рационе и более существенно в сравнении со стабильностью на скорректированном рационе. С учетом наших и данных других исследователей, снижение стабильности, по-видимому, обусловлено более интенсивным оборотом коротко-живущих белков-ферментов деградации излишних аминокислот при имбалансе и соответствующих короткоживущих мРНК.

6. Имбаланс вызывает снижение стабильности мРНК фактора элонгации трансляции еЕР-1а в печени. Высокий уровень стабильных форм и индекс стабильности мРНК еЕР-1а характерен для хорошо сбалансированного по аминокислотам питания на уровне идеального белка.

7. Повышение стабильности мРНК протоонкогена с-шус на низкобелковом основном рационе и при имбалансе лизина свидетельствует о разнонаправленной экспрессии специфических генов при разных формах баланса незаменимых аминокислот в питании животных.

8. В мозге крыс резко снижается количество и стабильность мРНК еЕР-1а при имбалансе триптофана, что находится в прямой зависимости с резким снижением потребления корма и роста животных. При низкобелковом, имбалансе лизина и скорректированном питании уровень стабильной фракции и индексы стабильности были примерно одинаковыми при 100% добавлении аминокислот. При более высокой нагрузке нелимитирующи-ми аминокислотами стабильность мРНК еЕР-1а в мозге крыс понижается в группах на низкобелковом рационе и с имбалансом лизина, что совпадает с снижением потребления корма. Это свидетельствует о наличии регулирующей роли аминокислотного питания на функции головного мозга в пищевом поведении животных.

9. Снижение аппетита при имбалансе следует рассматривать как защитную реакцию животных, направленную на уменьшение поступления в организм невостребованных аминокислот, освобождение от которых из организма сопряжено со значительными затратами в организации их нейтрализации.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

В практику откорма свиней, в соответствии с «идеальным балансом» аминокислот, рекомендуем максимально использовать синтетические аминокислоты промышленного производства. Наши исследования на молекулярном уровне свидетельствуют, что можно снизить общий уровень протеина в рационе на 30-50%, относительно существующих норм без ущерба в физиологии и продуктивности животных.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Полежаев С.Л. Стабильность мРНК при балансе и имбалансе аминокислот у животных на примере лизина и триптофана// Сборник докладов второй краевой школы-семинара молодых ученых «Научное обеспечение сельскохозяйственного производства». - НИИ Риса. - 1997 г.

2. Полежаев С.Л., Рядчиков В.Г., Омаров М.О. Дифференциальная стабильность мРНК эукариот в ommp системе: новое в биотехнологии // Второй съезд биохимического общества Российской академии наук. - 19-23 мая 1997. -Москва, Пущино.

3. Плотников В.К., Бакалдина Н.Б., Новиков Б.Н., Алексеенко Ж.В., Бибишев В.А., Полежаев СЛ., Рядчиков В.Г. Посттранскрипционная регуляция генов эукариот: влияние на стабильность мРНК// Генетика. - 1998. - Т. 34 -С. 1205-1211.

4. Полежаев СЛ., Омаров М.О., Рядчиков В.Г., Плотников В.К., Бакалдина Н.Б. Влияние баланса и имбаланса лизина и триптофана на стабильность мРНК у белых крыс // Материалы международной конференции, посвященной 80 - летию профессора Викторова П.И., Краснодар, 1998г С 93-94.

5. Полежаев СЛ., Омаров М.О., Рядчиков В.Г., Плотников В.К., Бакалдина Н.Б., Бибишев В.А., Новиков Б.Н., Алексеенко Ж.В. Влияние качества аминокислотного питания на стабильность мРНК животных // Сборник научных трудов РАСХН «Проблемы повышения качества зерна пшеницы и других зерновых культур». Москва, 1998. - С. 248-255.

6. Полежаев СЛ., Омаров М.О., Рядчиков В.Г., Плотников В.К., Бакалдина Н.Б., Бибишев В.А. Молекулярно-биологические аспекты действия имбаланса незаменимых аминокислот на моногастричных животных// В кн.: Научные основы ведения животноводства и кормопроизводства. Сборник научных трудов СКНИИЖ. - 1999. -С. 345-354.

7. Омаров М.О., Полежаев C.JI. Повышение эффективности использования кормов на основе балансирования рационов молодняка свиней по лизину и триптофану. В кн.: Актуальные проблемы научного обеспечения увеличения качества кормов и эффективного их использования, (международная конференция) Краснодар, 2001, - С. 253 - 254.

8. Рядчиков В.Г., Полежаев СЛ., Тарабрин И.В. Реакция животных на баланс и имбаланс незаменимых аминокислот - безусловный рефлекс //Актуальные проблемы в животноводстве. - Боровск. - 2006. - С. 87-89.

9. Насонов А.И., Полежаев СЛ., Радуль А.П., Рядчиков В.Г., Плотников В.К. Взаимосвязь содержания катионов магния (Mg++), стабильности РНК и интенсивности метаболизма в клетках эукариот // Труды Кубанского государственного аграрного университета. - Краснодар, 2008. №2 (11). - С 104-110.

Подписано в печать 06.02.09 формат 60x84, 7i6 Бумага офсетная Офсетная печать

Печ. л. 1,0. Заказ №82

Тираж 100 экз.___

Отпечатано в типографии КубГАУ 350044, г. Краснодар, ул. Калинина, 13

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Полежаев, Сергей Леонидович

ВВЕДЕНИЕ.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Формы сбалансированности рационов по незаменимым аминокислотам.

1.2. Головной мозг — регулятор пищевого поведения животных.

1.2.1. Действие разных форм баланса аминокислот на экс- 15 прессию генов в нейронах головного мозга.

1.3. Стабильность мРНК как фактор регуляции экспрессии генов у животных.

1.3.1. Факторы стабильности структуры молекулы 23 мРНК.

1.4. Аминокислоты как сигнальные вещества экспрессии генов.

1.4.1. Экспрессия генов при безбелковом, низкобелковом и 31 несбалансированном по аминокислотам питании.

1.4.2. Действие избытка белка и аминокислот на экспрессию генов.

1.4.2.1. Транспортные системы аминокислот.

1.5. Методы определения стабильности мРНК.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Стабильность матричных РНК, потребление корма и продуктивность моногастричных животных при имбалансе лизина и триптофана"

Сбалансированное по незаменимым аминокислотам питание, является одним из наиболее значимых условий хорошего роста и здоровья животных. Различают несколько форм сбалансированности рационов по незаменимым аминокислотам: недостаток одной или нескольких аминокислот (дефицит), баланс (все незаменимые аминокислоты обеспечены на уровне норм потребности), имбаланс (острый недостаток одной на фоне избытка остальных; избыток 2-ой или 3-ей лимитирующих аминокислот на фоне недостатка первой лимитирующей аминокислоты); антагонизм (лизин — аргинин), и токсичность [1В, 77].

Имбаланс - наиболее сложная форма, так как его трудно бывает предвидеть по содержанию аминокислот в рационе. Основными признаками им-баланса являются плохой аппетит. Животные отказываются поедать корм, и как следствие этого, у них снижается продуктивность, возрастают затраты корма на единицу продукции [21].

В практике животноводства часто приходится сталкиваться со случаями дефицита и имбаланса незаменимых аминокислот в рационах животных. Так при кормлении поросят, цыплят по монозерновым рационам из злаковых культур - кукурузы, пшеницы, ячменя, сорго - наблюдаются признаки, характерные для дефицита и имбаланса аминокислот, а именно, плохой аппетит, низкую продуктивность, высокий отход молодняка. Признаки имбаланса проявляются при неправильном применении препаратов синтетических аминокислот, когда их добавляют в рацион без учета степени их лимитированно-сти [4, 19]. Поэтому изучение природы имбаланса и разработка способов его преодоления имеет как научное, так и практическое значение. В этом плане определенный интерес представляет раскрытие молекулярных механизмов регуляции биосинтеза белка и пищевого поведения животных при балансе и имбалансе аминокислот.

Исследованиями отечественных и зарубежных ученых установлено, что при имбалансе резко снижается концентрация лимитирующей аминокислоты в плазме крови и определенных структурах мозга и, что этот фактор является сигналом отказа животных от имбалансной диеты [87, 88, 102]. Когда животным на диете с имбалансом вводили раствор лимитирующей аминокислоты в кровь или мозг, то потребление корма восстанавливалось до уровня контроля [67, 68]. При этом было выявлено, что при имбалансе подавляется экспрессия гена фактора инициализации трансляции eEF-2a в мозге, что в свою очередь, приводило к снижению синтеза регуляторных белков и некоторых нейропептидов, ответственных за пищевое поведение животных [70].

Интенсивность биосинтеза белков в органах и тканях животных связывают с количеством мРНК. Однако в ряде исследований было установлено, что, несмотря на плохой рост крыс на рационах с имбалансом незаменимых аминокислот, уровни суммарной РНК, в расчете на единицу сырой массы печени и мускулов, не отличались от таковых у хорошо растущих животных на скорректированных по всем аминокислотам до норм потребности рационах. Уровни суммарной матричной РНК в ряде случаев также были близкими, а при имбалансе триптофана даже выше, чем на скорректированном рационе [19]. В опытах на цыплятах также отмечено отсутствие прямой зависимости между ростом и уровнем суммарной РНК и мРНК печени [28, 86].

Скорость транскрипции РНК, определяемая отношением РНК/ДНК, в печени животных при имбалансе и скорректированном по аминокислотам рационах оказывались на одинаковом уровне. Вместе с тем, вероятная трансляционная активность, измеряемая количеством отложенного азота (белка) в расчете на мг РНК, как правило, была существенно выше у крыс на скорректированных рационах. Обнаруженные противоречия вызвали необходимость изучения действия разных форм баланса аминокислот, не только на количественные показатели общей РНК, но и на экспрессию специфических генов, определяющих биосинтез белка в клетках.

Цитоплазматическая матричная РНК (мРНК) является центральным звеном как переноса генетической информации из ядра в цитоплазму, так и белоксинтезирующей системы, осуществляющей реализацию этой информации путем экспрессии гена [Спирин А.С., 2003] [11]. Скорость синтеза белка зависит от уровня мРНК. В свою очередь уровни цитоплазматических мРНК представляют собой баланс между скоростями синтеза ядерной РНК, процес-синга, экспорта в цитоплазму и скоростью деградации. Исследования последних десятилетий показали, что наиболее лабильным фактором регуляции экспрессии генов является стабильность мРНК, или время ее полужизни в цитоплазме. Оказалось, что в клетках млекопитающих количество разных РНК может изменяться многократно в результате изменения полужизни мРНК без каких-либо изменений в скорости транскрипции [5, 9, 10].

Получены убедительные доказательства в том, что стабильность мРНК зависит как от гена, копией которого она является, так и от условий окружающей среды. Применительно для животных к этим условиям относится, прежде всего, питание. Имеется ряд сообщений о действии белкового голодания, отсутствия в диете отдельных незаменимых аминокислот, или, наоборот, избыточного уровня белка в диете, в целом пищевого голодания на стабильность РНК и экспрессию генов. Однако этих исследований пока еще недостаточно, чтобы в полной мере понять молекулярные механизмы пищевого поведения и биосинтеза белка при разных формах баланса незаменимых аминокислот.

В связи с этим представляет определенный интерес изучить действие разных форм баланса незаменимых аминокислот в питании животных на концентрацию и стабильность суммарной мРНК и мРНК ряда специфических генов: (фактора элонгации трасляции eEF-la, протоонкогена с-тус) в раскрытии механизмов биосинтеза белка и пищевого поведения животных.

Научная новизна

2. Установлено, что стабильность суммарной мРНК печени и мРНК фактора элонгации трансляции eEF-la зависит от формы сбалансированности рациона. При имбалансе лизина и триптофана, их концентрация и стабильность снижаются в сравнении с показателями у животных на сбалансированных по аминокислотам рационах. Стабильность мРНК протоонкогена с-шус в печени, наоборот повышается в ответ на низкобелковое несбалансированное по аминокислотам питание. Это свидетельствует о разной экспрессии специфических генов на ту или другую форму аминокислотного баланса.

Практическая значимость работы

Разработанная рецептура рациона для поросят на основе принципа «идеального» белка, позволяет существенно сократить затраты белка без ущерба для продуктивности. Наши исследования показали, что аппетит, играющий наиболее значимую роль в регуляции продуктивности животных, зависит от сбалансированности рационов по незаменимым аминокислотам.

Поэтому в практике свиноводства вопросу сбалансированности рационов, как фактору аппетита, рекомендуем уделять больше внимания, при этом не только в плане устранения недостатка, но и избытка аминокислот. Монозерновые, обогащенные всеми недостающими аминокислотами, рационы в перспективе могут стать наиболее рациональным способом кормления монога-стричных животных в условиях России, не имеющей ресурсов биологически полноценных белковых кормов.

Апробация работы

Положения, выносимы на защиту:

- причиной имбаланса является избыток аминокислот относительно содержания лизина и триптофана. Понижение аппетита является физиологически обоснованной защитной реакцией, направленной на поддержание гомео-стаза путём ограничения потребления излишнего количества аминокислот и образующихся вредных продуктов распада;

- при имбалансе не снижается количество суммарной РНК, суммарной мРНК и мРНК фактора элонгации трансляции eEF-la в печени, однако существенно снижается стабильность мРНК . Это особенно заметно при имбалан-се триптофана в результате увеличения количества аминокислот до 150% норм потребности. В то же время уровень и стабильность протоонкогена с-шус повышается в печени крыс. Это свидетельствует о том, что разные гены экспрессируются неодинаково в ответ на одну и ту же форму сбалансированности аминокислотного питания;

- снижение экспрессии гена фактора элонгации трансляции eEF-la в печени и мозге при имбалансе может быть ключевым звеном в цепи регуля-торных механизмов пищевого поведения животных (аппетита);

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Полежаев, Сергей Леонидович

5. ВЫВОДЫ

6. Имбаланс вызывает снижение стабильности мРНК фактора элонгации трансляции eEF-la в печени. Высокий уровень стабильных форм и индекс

93 стабильности мРНЕС eEF-1 а характерен для хорошо сбалансированного по аминокислотам питания на уровне идеального белка.

7. Повышение стабильности мРНК протоонкогена с-тус на низкобелковом основном рационе и при имбалансе лизина свидетельствует о разнонаправленной экспрессии специфических генов при разных формах баланса незаменимых аминокислот в питании животных.

8. В мозге крыс резко снижается количество и стабильность мРНК eEF-la при имбалансе триптофана, что находится в прямой зависимости с резким снижением потребления корма и роста животных. При низкобелковом, имбалансе лизина и скорректированном питании уровень стабильной фракции и индексы стабильности были примерно одинаковыми при 100% добавлении аминокислот. При более высокой нагрузке нелимитирующи-ми аминокислотами стабильность мРНК eEF-la в мозге крыс понижается в группах на низкобелковом рационе и с имбалансом лизина, что совпадает с снижением потребления корма. Это свидетельствует о наличии регулирующей роли аминокислотного питания на функции головного мозга в пищевом поведении животных.

6. ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ЛИТЕРАТУРНОМУ ОБЗОРУ

1. Главным регулятором пищевого поведения при разных формах сбалансированности рационов по незаменимым аминокислотам является концентрация аминокислот в плазме крови и цитоплазме клеток. Как недостаток, так и избыток отдельных аминокислот является сигнальным фактором в событиях, определяющих характер экспрессии генов, направленной на адаптацию жизнеспособности клеток к условиям питания.

2. Концентрация суммарной РНК в печени и мускулах животных на рационе с имбалансом сохраняется достаточно высокой в сравнении с аналогичными показателями у животных на сбалансированных рационах, несмотря на низкое отложение в теле азота у имбалансных животных. Представляет определенный научный интерес помимо концентрации, определить стабильность мРНК в зависимости от условий аминокислотного питания.

3. В молекулярном механизме пищевого поведения животных при им-балансе треонина и лейцина, по-видимому, определенную роль играет инги-бировние фактора инициации трансляции eIF2 путем фосфорилирования, в результате которой снижается в мозге процесс биосинтеза белков.

Представляет интерес проверить действие имбаланса на активность и стабильность других специфических мРНК в мозге и печени, в частности мРНК фактора элонгации трансляции eEF-la, играющего центральную роль в элонгации полипептидной цепи в клетках млекопитающих.

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 2.1. Цель и задачи исследований

- аппетит, рост, биосинтез белка в теле и печени белых крыс и поросят;

- концентрацию и стабильность суммарной мРНК, а также специфических мРНК — фактора элонгации трансляции eEF-la, протоонкогена с-тус печени и мозга крыс;

2.2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Материалом для исследований послужили белые крысы линии Вистар и поросята-отъемыши породы СМ-1. Опыты по изучению влияния имбаланса лизина и триптофана на организм животных были проведены в условиях физиологического двора Северо-Кавказского научно-исследовательского института животноводства с 1996 по 1999 гг.

Молекулярно-биологические исследования проводили в лаборатории молекулярной биологии Краснодарского научно-исследовательского института сельского хозяйства имени П.П.Лукьяненко в 1996, 1997 и 2000 годах (зав. лабораторией, доктор биол. наук В.К.Плотников).

Научно-хозяйственный опыт на поросятах-отъемышах проведен в 2000 году в условиях племенной фермы НПО «Прогресс» Северо-Кавказского научно-исследовательского института животноводства.

2.2.1. Действие имбаланса лизина и триптофана на аппетит, рост белых крыс, концентрацию и стабильность мРНК.

Первый опыт. Эксперимент состоял из двух самостоятельных опытов - 1-го и П-го. В каждом опыте было по 4 группы крыс-отъемышей линии «Вистар» в возрасте 18-20 дней, при живой массе 45-47 граммов, по 10 голов в группе, поровну самцов и самок.

Группы животных формировали с учетом живой массы, возраста, энергии роста. Содержание животных - в индивидуальных клетках. В течение 5 дней они находились на предварительном периоде, во время которого животных всех групп кормили по одинаковому рациону. По окончании предварительного периода был проведен основной 14-дневный опыт. Кормили сухими кормосмесями, вода из ниппельных автопоилок.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Полежаев, Сергей Леонидович, Боровск

1. Ареон В.Я., Гребцова Л.Б., Короткова М.Н., Бекман Э.М. Обнаружение «скрытых» рибонуклеаз высокоочищенных препаратов РНК// Молекулярная биология. 1982. Т. 16. - № 1. - С. 201-208.

2. Бекман Э.М., Денисенко М.Ф., Григорьев М.Ю., Ареон В.Я. Автоли-тическая деградация РНК: влияние различных факторов на динамику процесса//Молекулярная биология. 1986. - Т. 20. - №- С. 527-534.

3. Дэвидсон Э. Действие генов в раннем развитии// М.: Мир. 1972 -342 С.

4. Кальницкий Б.Д. Концентрация белка и РЕК в печени мясных цыплят в связи с различной обеспеченностью их метионином // Бюллетень ВНИИ физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных. Вып. 3 (29). - 1973. - С. 39-42.

5. Кузнецов В.В. РНК-интерференция. Использование метода для создания нокаутных организмов и клеточных линий// Биохимия. — 2003. Т. 68. -Вып. 10.-С. 1301-1317.

6. Макарова Ю.А., Крамеров Д.А. Некодирующие РНК// Обзор. Биохимия. -2007.- Т. 72. -Вып. 11. -С. 1427-1448.

7. Омаров М.О. Биохимическое обоснование влияния некоторых незаменимых аминокислот в питании моногастричных животных на обмен веществ и продуктивность //Автореферат докторской диссертации. Краснодар. - 2001. - 53 С.

8. Патрушев Л.И. Экспрессия генов // М.: Наука 2000. — 527 С.

9. Плотников В.К. Стабильность мРНК как фактор регуляции экспрессии генов в клетках эукариот. //Успехи современной биологии. Т. 112. - С. 186-199.

10. Плотников В.К., Бакалдина Н.Б., Новиков Б.Н., Алексеенко Ж.В., Бибишев В.А., Полежаев С.Л., Рядчиков В.Г. Посттранскрипционная регуляция генов эукариот: влияние на стабильность мРНК// Генетика. 1998. - Т. 34 -С. 1205-1211.

11. Плотников В.К. Генетико-физиологическая детерминация распада м-РНК злаков in vitro// Успехи современной биологии. — 2003. Т. 123. - № 1. -С. 98-109.

12. Плотников В.К. Закономерности распада РНК in vivo и in vitro основа новых методов биотехнологии// Наука Кубани. - 2007. - № 4. - С. 4-15.

13. Полежаев С.Л. Стабильность мРНК при балансе и имбалансе аминокислот у животных на примере лизина и триптофана// Сборник докладов второй краевой школы-семинара молодых ученых «Научное обеспечение сельскохозяйственного производства». НИИРиса. - 1997 г.

14. Рядчиков В.Г. Улучшение зерновых белков и их оценка// М., «Колос». 1978.-24 С.

15. Рядчиков В.Г. Обмен веществ у моногастричных животных при имбалансе аминокислот и пути повышения биологической ценности белка зерназлаковых культур// Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук. Краснодар. - 1981.-540 С.

16. Рядчиков В.Г., Плотников В.К., Плотникова А.В. Баланс аминокислот, как регулятор аппетита и синтеза белка у свиней// Сборник научных трудов СКНИИЖ «Повышение продуктивности свиноводства на Северном Кавказе». Краснодар. - 1986. - С. 39-57.

17. Рядчиков В.Г. Рациональное использование белка — концепция «идеального» протеина// В сборнике научных трудов «Научные основы ведения животноводства и кормопроизводства». Краснодар. - 1999. — С. 192208.

18. Рядчиков В.Г., Тарабрин И.В., Радуль Н.П., Зиганшин Р.Х. Пищевое поведение животных при разных формах баланса незаменимых аминокислот// Сельскохозяйственная биология. 2005. - № 2. - С. 3-13.

19. Рядчиков В.Г., Тарабрин И.В., Зиганшин Р.Х., Баратова А.А. Регуляция пищевого поведения цыплят при имбалансе лизина и треонина //Сельскохозяйственная биология. 2007. - № 2. — С. 42-53.

20. Рядчиков В.Г., Полежаев С.Л., Тарабрин И.В. Реакция животных на баланс и имбаланс незаменимых аминокислот — безусловный рефлекс //Актуальные проблемы в животноводстве. Боровск. - 2006. — С. 87-89.

21. Спирин А.С. Биосинтез белков, мир РНК и происхождение жизни //Вестник Российской академии наук. 2001. - Т. 71. - № 4. - С. 320-328.

22. Спирин А.С. Рибонуклеиновые кислоты как центральное звено живой материи// Вестник Российской академии наук. 2003. - Т. 73. - № 2. - С. 117-127

23. Чек Т.Р. РНК фермент // В мире науки. - 1987. - № 1. - 14 С.

24. Akinwande A.I., Bragg D.B. Effect of dietary lysine level in a wheat protein diet on growth and changes in DNA, RNA and protein composition in the tissue of broiler chicks //Poultry Sci. 1974 - 53: P. 134-143.

25. Ando R., Kawakami S.I., Bungo Т., Ohgushi A., Takagi Т., Deibow D.W., Furse M. Feeding responses to several neuropeptide Y receptor agonist in the neonatal chick// Eur. J. Pharmacol. 2001 - 427: P. 53-59.

26. Anthony J.C., Anthony T.G., Kimball S.R., Jefferson L.S. Signaling pathways involved in translational control of protein synthesis in skeletal muscle by lencine// J. Nutr. 2001. - P. 856-860.

27. Averous J., Bruhat A., Mordies S., Fafournox P. Recent advances in the Understanding of amino acid regulation of gene expression// J. Nutr. 2003. - P. 2040-2045.

28. Bahar В., Monahan F.J., Moloney A.P., Schmidt O., Mac Hugh D.E., Sweeney T. Long-term stability of RNA in postmortem bovine skeletal muscle, liver and subcutaneous adipose tissues// BMC Molec. Biol. 2007 - 8: - P. 108120.

29. Baker E.Y. Control of poly(A) length// In: Control of mRNA stability. Belasco J.G., Brawerman G. eds. San Diego, CA: Academic Press, N.Y. 1993. -P. 367-415.

30. Baker J., Liu J.P., Robertson E.J., Estratiadis A. Role of insulin-like growth factors in embryonic and postnatal growth// Cell 1993. - P. 73-82.

31. Barzel U.S., Massey J. K. Excess protein can adversely affect lone// J. Nutr. 1998. - 128: P. 1051-1053.

32. Benevenga N.J., Blemings K.P. Unique-+ aspects of lysine nutrition and metabolism// J. Nutr. 2007. 237: P. 1610-1615.

33. Beverly J.L., Gietzen D.W., Rogers Q.R. Effect of dietary limiting amino acid in prepiriform cortex on food intake// Am. J. Physiol Regulatory Integrative Сотр. Physiol. 1990. - 259: P. 709-715.

34. Beverly J.L., Gietzen D.W., Rogers Q.R. Protein synthesis in the prepiriform cortex: effects on intake of an amino acid imbalanced diet by Sprague-Davley rats// J. Nutr. 1991. - P. 754-761/

35. Brismar K., Gutniak M., Povoa G., Werner S., Hall K. Insulin regulates the 35 KDa IGZ binding protein in patients with diabetes mellitus// J. Endacrinol. 1988.- 11: P. 599-602.

36. Buse M.G., Reid S.S., Leucine, a possible regulator of protein turnover in muscle// Clin Invest. 1975. - 56: P. 1250-1261.

37. Chekanova J.A., Belostotsky D.A. Evidence that poly(A) binding protein has an evolutionarily conserved function in facilitating mRNA biogenesis end export//RNA.-2003.-V. 9.-P. 1476-1490.

38. Cherry D.M., Amy N.K. Effect of dietary protein and iron on the fractional rate of rat liver xanthine oxidase// J. Nutr. 1987. - 117: P. 2054-2060.

39. Chu S.H.W., Hegsted D.M. Adaptive response of lysine and threonine degrading enzymes in adult rats// J. Nutr. 1976. - 106: P. 1089-1096/

40. Coon C.N. Broiler ideal amino acid profile as determined with broken line, exponential, and polynominal models (abst)// Abstr. pap. presented of the 91-annual meeting of the Poultry Sci. Assoc., I ne. Ang. 11-14. - 2002. - Delaware Newark, Delaware.

41. Cummings S.L., Truong B.G., Gietzen D.W. Neuropeptide Y and somatostatin in the anterior piriform cortex after intake amino acid deficient diets.// Peptides. 1988. - 19: P. 527-535.

42. De Jong F.A. Messenger RNA levels of plasma proteins following// Brit. J .Nutr. 1988.-59: P. 81-86.

43. De Jong F.A., Schreiber G. Messenger RNA levels of plasma proteins to rat lives during protein depletion and refeeding. // J. Nutr. 1987. - 117: P. 17951800.

44. Dever Т.Е., Feng L., Wek R.C., Cigan A.M., Donuhue Т.Е., Hinnebusch A.G. Phosphorilation of initiation factor alpha by protein kinase GCN2 mediates gene specific translation control of GCN4 in yeast// CM. 1992. - 68: P. 585-596.

45. Dixon K.D., Williams F.E., Wiggins R.L., Pavelka J., Lucente J., Bellinger L.L., Gietzen D.W. Differential effect of selektive vagotomy and tropisetron in aminoprivic feeding// Am. J. Physiol. Regulative Сотр. Physiol. 2000. - 279: P.997.1009.

46. Even P.C., Rolland V., Feurte S., Fromentin G., Rosean S., Nicolaidis S., Tome D. Postprandial metabolism and aversive response in rats fed threonine-devoid diet// Am. J. Physiol. 2000. - 279: P. 248-254.

47. Fafournoux P., Remesy C., Demigne C. Stimulation of amino acid transport into lives cells from rats adapted to a high-protein diet// Biochem. J. 1982. -206: P. 13-18.

48. Firman J.D., Kuenzel W.J., Neuroanatomical regions of the chick brain involved in monitoring amino acid deficient diets// Brain Res. Bull. 1988. — 21: P. 637-642.

49. Fulks R.M., Li J.B., Goldberg A.L. Effects of insulin, glucose, and amino acids on protein turnover in rat diaphragm// J. Biol. Chem. 1975. -250:290-8. Abstract.

50. Fuller M.F., McWilliam R., Wang Т.Е., Giles L.R. The optimum dietary amino acid pattern for growing rigs. 2. Requirements for maintenance and tissue protein accretion// Br. J. Nutr. 1989. - 62: P. 255-267.

51. Gallie D.R. Translational control of cellular and viral mRNAs// Plant Mol. Biol. 1996.-V. 32.-P. 145-158.

52. Garlick P.J., Grant I. Amino acid infusion increases the sensitivity of muscle protein synthesis in vivo to insulin. Effect of branched-chain amino acids// Biochem J. 1988. - 254:579-84 Medline.

53. Gietzen D.W. Neural mechanisms in the responses to amino acid deficiency// J. Nutr. 1993. - 123: P. 610-625.

54. Gietzen D.W., Erecius L.F., Rogers Q.R., Neurochemical changes after imbalanced diets suggest a brain circuit mediating anorectic responses to amino acid deficiency in rats// J. Nutr. 1998. - 128: P. 771-781.

55. Gietzen D.W., Magnum L.J. Molecular mechanism in the involved in anorexia of branched-chain amino acid deficiency// J. Nutr. 1999. - 219: P. 1979-1983/

56. Gietzen D.W., Maqrum L. Molecular mechanism in the brain involved in the anorexia of branched chain amino acid deficiency// J. Nutr. 2001. - 131 P. 851-855.

57. Gietzen D.W., Ross C., Hao Sh, Sharp J. Phosphorilation of eIF2a is involved in the signaling of indispensable amino acid deficiency in the anterior piriform cortex of the drain in rats// . Nytr. 2004. - 134: P. 717-723.

58. Gong S.S., Cuerrini L., Basilico C. Regulation of asparagines synthetase gene expression by amino acid starvation// Mol. Cell. Biol. 1991. - 11: P. 60566059.

59. Green P.J. Control of mRNA stability in higher plants// Plant Physiol. -1993.-V. 102. P. 1065-1070.

60. Guerrini L., Gong S.S., Mangasarian K., Basilico C. Cis and trans actin elements involved in amino acid regulation of asparagines synthetase gene expression//Mol. Cell. Biol. 1993. 57: P. 1216-1217.

61. Guhaniyogi J., Brewer G. Regulation of mRNA stability in mammalian cells//Gene.-2001. 265. P. 11-23.

62. Hammond K.A., Janes D.N. The effect of increased protein induction protein induction kidney size and function// J. Exp Biol. — 1998. 201: P. 20812090.

63. Hao Sh, Sharp J., Ross-Inta C., McDaniel В., Anthony Т., Wek R., Cavener D., McGrath В., Rudell J.B., Koehnle T.J., Gietzen D.W. Uncharged tRNA and amino acid deficiency in mammalian piriform cortex// Science. Mar. -2005. 307: P. 1776-1778.

64. Harper A.E., Benevenga N.J., Wohlhueter B.M. Effect of ingestion of disproportionate amounts of amino acids// Physiological Reviews. 1970. 50. - P. 428-558.

65. Haussinger D., Lamers W.H., Moorman H. F.M. Hepatocyte heterogeneity in the metabolism of amino acids and ammonia// Enzyme. 1992. 46: P. 72-93.

66. Hichman M.A., Kreiter M.R., Gietzen D.W. Changes in pirifrom cortex gene expression in response to amino acid imbalanced diets in rats// FASEB J. — 1996.- 10:B 23 (abst).

67. Hong S-O, Layman D.K. Effects of leucine on in vitro protein synthesis and degradation in rat skeletal muscles// J. Nutr. 1984. - 114: P. 1204-12 Abstract/Free Full Text.

68. Jean C., Rome S., Mathe V., Hunean J-F., Aattouri N., Fromentin G., A-chagiotis C.L., Tome D. Metabolic evidence for adaptation to high protein diet in rats// J. Nutr. 2001. 131: P.91-98.

69. Kameji Т., Murakami Y., Takiguchi M.,Mori M., Tatibana M., Hayashi S-I. Effect of dietary protein source on the activity of polysomal ornithine decarboxylase messenger RNA in rat liver// J. Nutr. 1987. 117: P. 1801-1804.

70. Kay J. Intracellular protein degradation// Biahem. Rev. -1978. 6: P. 789-797.

71. Kilberg M.S., Pan Y.-X., Chen H. Nutritional control of gene expression: how mammalian cells respond to amino acid limitation// Annual. Rev. Nutr. -2005.-25: P. 59-85.

72. Kimball S.R., Jefferson L.S. Signaling pathways and molecular mechanisms through which branched chain amino acid mediate translational control of protein synthesis// J. Nutr. 2006. - 136: P. 227-231.

73. Kita K., Matsunami S., Okumura J-I. Relationship of protein synthesis to mPNK levels in the liver of chicks under various nutritional conditions// J. Nutr. — 1996. 126: P. 1610-1617.

74. Koehnle T.J., Russell M.C., Gietzen D.W. Rats rapidly reject diets deficient in essential amino acid// J. Nutr. 2003. - 133: P. 2331-2335.

75. Koehnle T.J., Russell M.C., Morin A.S., Erecius L.F., Gietzen D.W. Diets deficient in indispensable amino acids rapidly decrease the concentration of the limiting amino acid in anterior piriform cortex of rats// J.Nutr. 2004. 134: P. 2365-2371.

76. Lardeux B.R., Mortimore G.E. Amino acid hormonal control of macro-molecular turnover in perfused rat liver// J. Biol. Chem. 1987. -262: P. 1451414519.

77. Lee P.D., Conover C.A., Powell D.R. Regulation and function of insulinlike growth factor-binding protein-1// Proc. Soc. Exp. Biol. Med. 1993. - 204: P. 4-29.

78. Li J.B., Jefferson L.S. Influence of acid availability on protein turnover in perfused skeletal muscle// Biochim. Biophys Acta. 1978. - 544:351-9 Medline.

79. Lohman R., Souba W.W., Zakrzewski K.,Bode B.P. Stimulation of rat hepatic amino acid transport by burn injury// Metabolism. 1998. - 47: P. 606616.

80. Lynch C.J. Role of leucine in the regulation of mTOR bu amino acids: revelations from structure-activity studies.

81. Magrum L.J., Hickman M.A., Gietzen D.W. Increased intracellular calcium in rat anterior piriform cortex in response to threonine after hreonine deprivation// J. Neurophysiol. 1999. - 81: P. 1147-1149.

82. Magrum L.J., The P.S., Kreiter M.R., Hickman M.A., Gietzen D.W. Transfer ribonucleic acid charging in rat brain after consumption of amino acid-imbalanced diets//Nutr. -Neurosci. 2002. - 5: P. 125-130.

83. Meisner N-C., Hackermuler J., Uhl V., Aszodi A., Jaritz M., Aner M. mRNA openers and closers: modulating AU-rich element-controled mRNA stability by molecular switch in mRNA secondary structure// Chen. Bio. Chem. 2004. - 5: P. 1432-1447.

84. Munro H.N. Free amino acid pools and London. 1968. vol. 4.

85. Munroe D., Jacobson A.A. Tales of poly (A)// Gene. 1990. V. 91. - P.151.158.

86. Palacin M., Estevez R., Bertran J., Zomano A. Molecular biology of mammalian plasma membrane amino acid transporters// Physiol. Rev. 1998. -78: P. 969-1054.

87. Pegorier J.P. Regulation of gene expression by fatty acids// Curr. Opin. Clin. Nutr. Metab. Care. 1998. 1: P. 329-334.

88. Pefers J.C., Harper A.E. Adaptation of rats to diets containing different levels of protein: effect on food intake, plasma and brain amino acid concentration and brain neurotransmitter metabolism// J. Nutr. 1985. - 115: 382-398.

89. Rogers Q.R., Leung P.M.B. The influence of amino acids on the neu-roregulation of food intake// Federation Proc. 1973. - 32: P. 1709-1719.

90. Ron D., Habener J.F. CHOP, a novel developmentally regulated nuclear protein that dimerizes with transcription factors C/EBP and Lap and functions as a dominant-negative inhibitor of gene transcription// Genes Dev. 1992. 6: P. 439-453.

91. Rosebrough R.W., Steeke N.C., MeMurtry J.P. Effect of protein level and supplemental lysine on growth and urea cycle enzyme activity in the rid// Crowth. 1983. 17: P. 348-360.

92. Ross J., Kobs G. H4 histone mRNn decay in cell-free extracts initiates at or near the 3 terminus and proceeds 3" to 57/ J.Mol. Biol. 1986. 188: P. 579593.

93. Ross J. mRNA stability in mammalian cells// Microbiol. Rev. 1995. 59: P. 423-450.

94. Rusby A.A., Forbes J.M. Effect of infusions of lysine, leucine and ammonium chloride into the hepatic portal vein of chickens on voluntary good intake// Brit. J. Nutr. 1987. 58. - P. 325-331.

95. Russll M.C., Kochnle T.J., Bievins J.E., Gietzen D.W. The rapid anorectic response to a threonine imbalanced diet is decreased by infection of threonine into the anterior cortex of rats// Nutr. Neurosci. 2003. - 6: P. 247-251.

96. Sakuma K., Ohyama Т., Sogawa K., Fujii-Kuriyama Y., Matsuinura Y.1.w protein-high energy diet induces repressed transcription of albumin mRNA in rat liver//Nutr.-1987. 117: P. 1141-1148.

97. Sharp J.W., Magrum L.J., Gietzen D.W. Role MAP kinase in signaling indispensable amino acid deficiency in the brain// Brain Res. Mol. Brain Res. -2002. 105: P. 11-18.

98. Shaw G., Kamen R. A conserved AU sequence from the 3" untranslated ' region of GM-CSF mRNA mediates selective mRNA degradation// Cell 46.

99. Siu F.Y., Chen C., Zhong C., Kilberg M.S. CCAAT/enhancer-binding protein beta (CEBRb) is a mediator of the nutrient sensing response pathway that activates the human asparagines synthesize gene// J. Biol. Chem. 2001. - 276. P. 48100-48102.

100. Siu F., Bain P J., Le-Blane-Ehafbin R., Chen H., Kilberg M.S. ATF4 is a mediator of the nutrient-sensing response path way that activates the human asparagines synthetas gene// J. Biol. Chem. 2002. - 277: P. 24120-24127.

101. Soemitro S'., Block K.P., Cromwell P.L., Harper A.E. Activities of branched-chain amino acid-degrading enzymes in liver from rat fed different diet levels of protein//J. Nutr. 1989. - 119: P. 1203-1212.

102. Straus D.S., Takemoto C.D. Effect of dietary protein deprivation on insulin-like growth factor (IGF) I u II, IGF binding protein-2 and serum albumin gene expression in rat// Endocrinology. 1990. - 127: P. 1849-1860.

103. Straus D.S., Burke E.J., Marten N.W. Induction of insulin-like growth factor binding protein-1 gene expression in liver on protein restricted rats and in rat hepatoma cells limited for a single amino acid// Endocrinal. — 1993. 132: P. 1090-1100.

104. Straus D.S. Nutritional regulation of hormones and growth factors that control mammalian growth// FASEB. 1994. - 8: P. 6-12.

105. Su Y., Kanamoto R., Miller D.A., Ogawa H., Pitot H.C. Regulation of the expression of the serine dehydrates gene the kidney and liver of the rat. Bio-chem// Biophys. Res. Commun. 1990. - 170: P. 892-899.

106. Topp H., Gerhard S'. Whole-body degradation rates of transfer-, ribosomal-, and messenger ribonucleic acids and resting metabolic rate in 3-to 18-year-old humans// Pediatric Res. 2000. - 47: P. 163-174.

107. Torres N., Beristain L., Bourges H. Armando R.T. Histidine-imbalanced diets stimulate hepatic histidase gene expression in rats// J. Nutr.1999.-219: P. 1979-1983.

108. Traong B.G., Magnum L.J., Gietzen D.W. GABA (A) and GABA (B) receptors in the anterior piriform cortex modulate feeding in rats// Brain Res. -2002. 924 (1): P. 1-9.

109. Vaulont S., Kahn A. Transcriptional control of metabolic regulation genes by carbohydrates// FA.SEB J. 1994. 8: P. 28-35.

110. Wang Y., Cummings S.L., Gietzen D.W. Temporal-spatial of c-fos expression in the rat brain in response to indispensable amino acid deficiency. 1. The initial recognition phase// Mol. Brain. Res. 1996. - 40: P. 27-40.

111. Wang Z., Kiledjian M. The poly(A)-binding protein and mRNA stability protein jointly regulate an endoribonuclease activity// Molec. Cell. Biol.2000.-20: P. 6334-6341.

112. Vethantham V., Rao N., Manley J.L. Sumoylation regulates multiple aspects of mammalian poly (A) polymerase function// Genes & Develop. 2008. -22: P. 499-511.

113. Wickens M., Anderson P., Jackson R.J. Life and death in cytoplasm: messages from З'-end// Curr. Opin. In Gen. & Dev. 1997. - V. - P. 220-232.

114. Vit P., Cioccia A.M., Brito O., Hevia P. Hepatic purine enzymes anduric acid excretion as indicators of protein quality in chicks fed grader L-lysine diets// J. Sci. Food. Agr. 1993. - 62: P. 369-374.

115. Waggoner N.A., Leibhaber. Regulation of a-globin mRNA stability// Soc. Exp. Biol. Med. 2003. - 228: P. 387-395.

116. Walton P.E., Dunshea F.R., Balland F.J. In vivo actions of IGF with poor affinities for ICFBPs: metabolic and growth effects in pigs of different ages and GH responsiveness// Proc. Growth Factor Res. 1995. - 6: P. 385-395.

117. Yuan J-H., Davis A J., Austic R.E. Temporal response of hepatic threonine dehydrogenase in chickens to the initial consumption of a threonine im-balanced diet// J. Nutr. 2000. - 130: P. 2746-2752.

Информация о работе

Полежаев, Сергей Леонидович
кандидата биологических наук
Боровск, 2009
ВАК 03.00.04

Диссертация

Стабильность матричных РНК, потребление корма и продуктивность моногастричных животных при имбалансе лизина и триптофана - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Стабильность матричных РНК, потребление корма и продуктивность моногастричных животных при имбалансе лизина и триптофана - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации

Похожие работы