半胱胺生物学作用研究进展总结.pptx

半胱胺生物学作用研究进展江南大学 朱建津半胱胺又叫-巯乙胺，分子式：NH2CH2CH2SH，分子量为：79常用其盐酸盐,为白色结晶，易溶于水，熔点9798.5在空气中极不稳定，易氧化，避光保存半胱胺的生理功能正常生理条件下，成年人体内的半胱胺含量约为26.230.6mg。体内的半胱胺与糖、脂肪和蛋白质的代谢有关。氧化与抗氧化参与激素和神经递质的合成。与肝脏解毒有关。半胱胺的生物学作用对激素的作用氧化与抗氧化作用对消化、代谢的作用对免疫的影响提高耐热能力并增加热休克蛋白的合成抗癌、抗爱滋病作用 半胱胺的临床应用治疗放射病治疗胱氨酸病治疗眼病扑热息痛中毒和四乙基铅中毒等。半胱胺在动物生产中的应用Szabo等(1981)发现半胱胺能耗竭下丘脑、血液、胃肠道和胰腺中的SS，提高GH，促进动物生长提高瘦肉率、改善胴体品质抗氧化作用、提高肉质提高产奶量、产蛋量生长抑素19681968年年KrulichKrulich等发现大鼠下丘脑存在一种能抑制等发现大鼠下丘脑存在一种能抑制GHGH的肽的肽19831983年年BrazeauBrazeau等从绵羊下丘脑分离出等从绵羊下丘脑分离出SSTSST，并阐并阐明了其分子结构为明了其分子结构为1414肽肽哺乳动物的哺乳动物的pro-SSTpro-SST的的C C端和端和N N端变化可形成端变化可形成SST-SST-14,SST-28,pro-SST14,SST-28,pro-SST等等主要具活性的主要具活性的SST-14SST-14和和SST-28SST-28的氨基酸序列分别的氨基酸序列分别为：为：AGCKNFFWKTFTSCAGCKNFFWKTFTSC，SANSNPNPRERKAGCNFFWKTFTSCSANSNPNPRERKAGCNFFWKTFTSC。SST-14SST-14的的3 3位和位和1414位的位的C C之间有一个二硫键，形成环状结构之间有一个二硫键，形成环状结构生长抑素的分子结构（生长抑素的分子结构（14肽）肽）H2N-Ala-Gly-Cys-Lys-Asn-Phe S Phe S Trp HOOC-Cys-Ser-Thr-Phe-Thr-Lys生长抑素在体内的分布器官器官分泌细胞分泌细胞部位部位中枢神经中枢神经 神经元神经元下丘脑、皮层、脊髓、神下丘脑、皮层、脊髓、神经节、基底节、感觉器官经节、基底节、感觉器官胰胰D D细胞细胞胰岛胰岛胃肠道胃肠道D D细胞细胞黏膜腺黏膜腺肾上腺肾上腺散在的髓质细胞散在的髓质细胞胎盘胎盘绒毛膜绒毛膜生殖器生殖器睾丸、附睾、前列腺睾丸、附睾、前列腺生长抑素在体内的含量胃肠道胃肠道脑脑胰胰其他其他总计总计656525255 55 5100100生长抑素的生理功能抑制几乎所有已知的内外分泌：生长激素、催乳素、胰岛素等抑制内脏血流、胃肠运动、胃肠分泌刺激水和电解质的吸收不同年龄鼠胃黏膜和血浆中SS含量组别组别胃黏膜组织胃黏膜组织(ng/g)ng/g)血浆血浆(ng/L)ng/L)青年鼠青年鼠150.993.8150.993.828.77.228.77.2老年鼠老年鼠452.5184.2452.5184.234.112.634.112.6不同日龄绍鸭血浆GH和SS的变化日龄日龄3 3353555559595135135155155165165GHGH31.8731.87215.3215.354.3354.3323.1623.1612.5112.5115.7815.7816.0616.06SSSS2.642.641.061.061.681.682.672.672.102.103.113.112.982.98大黄灌胃造成大鼠脾虚模型模型鼠血浆、胃窦、结肠组织中生长抑素含量较正常组高血浆中与胃窦组织中生长抑素含量呈正相关用四君子汤治疗后可恢复降低动物体内生长抑素的方法SS主动免疫SS被动免疫化学抑制（半胱胺，CS）：注射、口服下丘脑 GRFSS垂体 GH直接作用肝、肾、肌肉IGF-I半胱胺半胱胺的作用机理半胱胺与半胱胺与SS分子分子的作用模式的作用模式 NHNH2 2-AlaAla-GlyGly Cys Cys S Lys S LysNHNH2 2-CHCH2 2-CHCH2 2-SHSH S Ser S Ser Cys Cys-COOHCOOH半胱胺和GH对大鼠消化道粘膜SS免疫活性和血浆胰岛素的影响（400mg/kg,10hr.F.Drago,1997)400mg/kg,10hr.F.Drago,1997)处理处理SS(ug/mg wet SS(ug/mg wet wt)wt)Insulin(uU/ml)Insulin(uU/ml)生理盐水生理盐水11.111.124.524.5生理盐水生理盐水+半胱半胱胺胺4.44.471.271.2生理盐水生理盐水+GH+GH6.46.454.354.3生理盐水生理盐水+GH+GH+半胱胺半胱胺2.32.369.469.4半胱胺对脑部含量的影响（mg/kgmg/kg半胱胺，半胱胺，hrhrN.Matsuoka,1996)N.Matsuoka,1996)处理处理部位部位含量含量(ng/mg pr)(ng/mg pr)生理盐水生理盐水海马海马.前部皮质前部皮质.后部皮质后部皮质.半胱胺半胱胺海马海马.前部皮质前部皮质.后部皮质后部皮质.半胱胺对绵羊激素的影响（K.R.McLeod,1995)K.R.McLeod,1995)半胱胺对大鼠海马、大脑皮质和下丘脑SS含量与浓度的影响（150mg/kg半胱胺，5wk.L.Justino,1997)处理处理部位部位含量含量浓度浓度（ng/mg ng/mg wet wt)wet wt)生理盐水生理盐水海马海马8.468.460.410.41皮质皮质17.317.30.960.96下丘脑下丘脑202.80202.808.188.18半胱胺半胱胺海马海马10.9810.980.490.49皮质皮质16.2016.201.101.10下丘脑下丘脑219.38219.389.739.73半胱胺对猪血液的影响（K.V.McElwain,1999)K.V.McElwain,1999)半胱胺和催乳素释放肽对的影响（mg/kgmg/kg半胱胺，半胱胺，hr.N.IIJIMA,2001)hr.N.IIJIMA,2001)半胱胺对奶牛血浆SS和GH的影响n nSS(ng/ml)SS(ng/ml)GH(ng/ml)GH(ng/ml)对照对照10101.210.341.210.341.330.261.330.26试验试验10100.140.050.140.051.770.291.770.29腹腔注射半胱胺对大鼠血浆GH和SS的影响(朱建津朱建津,2005 ,2005 连续注射连续注射1111天天)CS(mg/kg CS(mg/kg BW)BW)0 0202035355050GHGH（pg/mpg/ml l）492.341492.3415.60a5.60a414.582414.5820.15b0.15b390.139.390.139.06b06b416.531416.5317.43b7.43bSSSS（pg/mlpg/ml）413.681413.6817.51b7.51b392.712392.7122.74bc2.74bc335.351335.3519.82c9.82c476.512476.5122.89a2.89a半胱胺对肉鸡的影响（江南大学）对照组对照组试验试验1 1试验试验2 2试验试验3 3初重初重1.2940.1361.2940.1361.2960.1181.2960.1181.2630.1391.2630.1391.2950.1411.2950.141一周增重一周增重0.8290.1550.8290.1550.8400.1540.8400.1540.8740.1750.8740.1750.8580.1260.8580.126二周增重二周增重0.4030.1050.4030.1050.4580.090.4580.090.4940.1170.4940.1170.4870.1120.4870.112三周增重三周增重0.4230.0860.4230.0860.4270.2070.4270.2070.450.1320.450.1320.450.1320.450.132总增重总增重1.655 1.655 0.3410.3411.7250.2761.7250.2761.8480.3161.8480.3161.8160.3721.8160.372半胱胺对肉鸡饲料利用率的影响（江南大学）对照组对照组试验试验1 1试验试验2 2试验试验3 3第一周第一周2.0502.0501.8381.8381.5151.5151.7601.760第二周第二周2.3862.3862.1742.1741.7641.7641.7861.786第三周第三周3.0673.0673.0303.0302.6952.6952.6952.695总和总和2.3922.3922.2222.2221.8771.8772.0002.000半胱胺对肉鸡胸肌和腿肌的影响半胱胺仔猪试验（浙江萧山)组号组号CS-50CS-50用量用量mg/kgmg/kg增重增重 kgkg日增重日增重g g耗料耗料 kgkg料比料比对照对照0 013.0813.0843643635.335.32.6962.696试验试验20020015.1115.11503.5503.535.335.32.3342.334半胱胺对肉鸡的影响（南农大）半胱胺对仔猪的影响（南农大）不同剂量半胱胺对AA肉鸡的影响（浙江大学）项目项目0 060609090120120150150始重始重35.835.835.835.835.835.835.835.835.835.8末重末重1786178618191819188918891764176411371137增重增重1750175017841784185418541729172911011101日增重日增重41.6841.6842.4842.4844.1544.1541.1641.1626.2326.23料比料比2.072.072.062.062.072.072.032.032.112.11存活率存活率95.4295.4299.0899.0896.2896.2898.7898.7880.7380.73半胱胺灌注对湖羊消化的影响TNTN消化率，消化率，%OMOM消化率，消化率，%整体整体复胃复胃肠段肠段整体整体复胃复胃肠段肠段对照对照66.3766.376.136.1360.2460.2463.4663.4643.9143.9119.5519.55试验试验67.1567.152.182.1869.3369.3364.9664.9637.1337.1327.8427.84半胱胺对大鼠乳腺的影响组别组别体重，体重，g g左侧乳腺绝左侧乳腺绝对湿重对湿重,g g乳腺相对重乳腺相对重,g/100gg/100g体体重重对照对照323.4323.44.494.491.391.39试验试验313.4313.45.195.191.651.65半胱胺对奶牛产奶性能的影响日产奶量，日产奶量，kgkg乳脂率，乳脂率，%耗料产奶比耗料产奶比对照对照14.514.52.612.610.320.32试验试验15.615.62.532.530.300.30半胱胺对雏鹅生产性能的影响7 71414周周14142121周周对照对照试验试验对照对照试验试验增重，增重，g g181181185185238238307307采食量，采食量，g g322322329329560560566566料料 比比1.781.781.771.772.352.351.841.84半胱胺对大鼠生长的影响(朱建津朱建津,2005),2005)半胱胺对其他激素的影响提高中枢GHRH的水平抑制PRL以及TRH对PRL的刺激作用 抑制或提高胰岛素的水平，削弱葡萄糖负荷诱导的降低胰高血糖素和刺激胰岛素的作用。不影响神经肽Y添加半胱胺对激素的变化（%）猪猪鸡鸡绵羊绵羊奶牛奶牛奶山羊奶山羊SSSS-56.5-56.5-56.5-56.5-65.3-65.3-65.3-65.3-33.7-33.7-33.7-33.7-88.4-88.4-88.4-88.4-60.5-60.5-60.5-60.5GHGH13713713713732.732.732.732.7124.2124.2124.2124.224.724.724.724.79.29.29.29.2T3T326.526.526.526.512.512.512.512.571.571.571.571.5T4T417.717.717.717.79.79.79.79.717.617.617.617.6胰岛素胰岛素144144胃泌素胃泌素23.923.9半胱胺对外分泌的影响降低胰液的分泌和胰液脂肪酶的活性提高胃酸的分泌半胱胺对神经递质的影响降低中枢去甲肾上腺素的水平提高中枢多巴胺的水平，并抑制多巴胺-羟化酶的活性。提高-内啡肽的活性 返回氧化对机体的影响机体的氧化还原平衡对酶活力、DNA合成、细胞周期的调节、某些基因的激活和细胞凋亡具有重要意义。氧化应激可能导致脂质、蛋白质和DNA的氧化破坏，造成基因突变、癌症和老年相关疾病等。活性氧的产生与代谢清除膜脂的氧化富含不饱和脂肪酸，自由基与不饱和脂肪酸作用引发脂质过氧化（lipid peroxidation）反应 脂质过氧化物的形成使膜受体、膜蛋白酶和离子通道的脂质微环境改变，从而改变它们功能 自由基对细胞膜的损伤蛋白质在自由基的作用下，胞浆及膜蛋白及某些酶可交联成二聚体或更大的聚合物。这种交联既可借助于蛋白质之间的二硫键形成也可由于自由基损伤的氨基酸残基间的反应形成。蛋白质的交联将使其失去活性，结构改变。核酸自由基对细胞的毒性作用主要表现为染色体畸变，核酸碱基改变或DNA断裂。80是OH的作用。OH易与脱氧核糖及硷基反应并使其改变。细胞的抗氧化保护体系低分子清除剂 存在于细胞脂质部分的自由基清除剂有维生素E（-生育酚）和维生素A（-胡萝卜素）；存在于细胞内外水相中的自由基清除剂有半胱氨酸、抗坏血酸和谷胱甘肽等，它们能提供电子使自由基还原 清除自由基的酶细胞内有二种细胞内有二种酶酶可以清除可以清除H H2 2O O2 2，即过氧化氢酶和，即过氧化氢酶和过氧化物酶。如所周知过氧化物酶。如所周知H H2 2O O2 2是是OHOH 自由基的前身，自由基的前身，上述两酶可使上述两酶可使H H2 2O O2 2浓度降低，从而避免高毒性浓度降低，从而避免高毒性OHOH 的产生。这两个酶的细胞内分布的产生。这两个酶的细胞内分布 细胞内具有清除剂作用的另一个重要酶是超氧化细胞内具有清除剂作用的另一个重要酶是超氧化物歧化酶（物歧化酶（SODSOD）。它是一种金属蛋白，可以歧）。它是一种金属蛋白，可以歧化化O O2 2-生成生成H H2 2O O2 2。哺乳类细胞含有两种。哺乳类细胞含有两种SODSOD。其一。其一是位于胞浆中的是位于胞浆中的cu-znSODcu-znSOD，另一是位于线粒体中，另一是位于线粒体中的的Mn-SODMn-SOD 活性氧的酶清除半胱胺的氧化作用体外试验证明，当有过渡金属元素存在时，因为半胱胺能产生H2 2O2 2而具有细胞毒作用。反应式：2NH2 2CH2 2CH2 2SH+2Mn=NH2 2CH2 2CH2 2SSCH2 2CH2 2NH2 2+2Mn-1+2H+；2O2 2+2Mn-1=2O2 2-+2Mn；2O2 2-+2H+=H2 2O2 2+O2 2。半胱胺巯基产生的H2 2O2 2经过还原性过渡金属元素，通过Fenton反应产生羟自由基。产生的自由基是半胱胺毒性的原因。过氧化氢酶可以逆转半胱胺的毒性。有证据表明，半胱胺导致十二指肠溃疡与半胱胺增加自由基的产生，降低Cu，Zn-SOD活性有关 280420mg/kg体重的半胱胺，在导致十二指肠溃疡的同时，降低了十二指肠中GSH的水平 半胱胺的抗氧化作用半胱胺含有还原性的氨基巯基，具有还原性。能清除ROS、NO等自由基，提高血液谷胱甘肽的浓度，还对DNA的损伤起修复作用。半胱胺对仔鹅活性巯基的影响(mg/kg)（邵美丽等，邵美丽等，20042004，100mg/kgBW100mg/kgBW）肌肉肌肉肝脏肝脏对照对照54.47a54.47a337.42a337.42a半胱胺半胱胺60.38a60.38a345.70a345.70a半胱胺对老龄小鼠血清和大脑匀浆SOD的影响（邹华锋，2005）血清血清(NU/ml)(NU/ml)大脑匀浆液大脑匀浆液（Nu/mg)Nu/mg)对照对照217.51217.51150.89150.8915mg/kg15mg/kg半胱半胱胺胺215.20215.20174.17174.17100mg/kg100mg/kg半胱半胱胺胺223.08223.08180.09180.09半胱胺对老龄小鼠血清和大脑匀浆MDA的影响（邹华锋，2005）血清（血清（mmol/L)mmol/L)大脑匀浆液大脑匀浆液（mmol/g)mmol/g)对照对照4.074.0715.6315.6315mg/kg15mg/kg半胱半胱胺胺4.364.3613.2613.26100mg/kg100mg/kg半胱半胱胺胺4.234.2312.6012.60半胱胺清除羟自由基和氢自由基+NH3 3CH2 2CH2 2SH+OH+NH3 3CH2 2CH2 2S+H2 2O;+NH3 3CH2 2CH2 2SH+H+NH3 3CH2 2CH2 2S+H2 2 半胱胺对DNA的保护作用DNADNA+NH+NH2 2CHCH2 2CHCH2 2SH=DNA+NHSH=DNA+NH2 2CHCH2 2CHCH2 2S S；DNADNA+NHNH2 2CHCH2 2CHCH2 2SH=DNA+NHSH=DNA+NH2 2CHCH2 2CHCH2 2SHSH+；DNADNA+NH+NH2 2CHCH2 2CHCH2 2SH=DNA+NHSH=DNA+NH2 2CHCH2 2CHCH2 2S S+H=DNA+NHH=DNA+NH2 2CHCH2 2CHCH2 2S S+H+H+；DNADNA+NH+NH2 2CHCH2 2CHCH2 2S S=DNA+NH=DNA+NH2 2CHCH2 2CHCH2 2S S；NHNH2 2CHCH2 2CHCH2 2S S+NH+NH2 2CHCH2 2CHCH2 2SH=NHSH=NH2 2CHCH2 2CHCH2 2SSCHSSCH2 2CHCH2 2 NH NH2 2+H+H+；NHNH2 2CHCH2 2CHCH2 2SSCHSSCH2 2CHCH2 2 NH NH2 2+DNA+DNA+=NHNH2 2CHCH2 2CHCH2 2SSCHSSCH2 2CHCH2 2 NH NH2 2+DNA+DNA。半胱胺抗氧化作用相关应用半胱胺抗辐射作用的主要原因是其还原性。Tatsuta等认为半胱胺因为其还原性而降低了N-亚硝基吗啉诱导的肝癌发生率，还可以降低胃癌的发病率。利用半胱胺的还原性还可以治疗白内障和胱氨酸病。半胱胺抗氧化作用在动物生产中的应用提高胴体品质提高肉质改善肉色、提高肉色评分减少滴水损失 返回半胱胺对消化的影响半胱胺能提高胃液的分泌量，并导致胃和十二指肠溃疡。半胱胺能提高胰液的基础分泌（包括分泌量、碳酸盐和蛋白含量）。半胱胺能提高猪十二指肠总蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶的活性。半胱胺还能提高胃泌素的分泌。半胱胺对代谢的影响提高肝血流量，增加了胰岛素的分泌；调节血糖、血液乳酸和NEFA浓度 降低血浆游离氨基酸的浓度提高同化作用调节胰岛素、胰高血糖素等半胱胺对猪十二指肠内容物消化酶的影响对照组对照组半胱胺组半胱胺组总蛋白酶总蛋白酶 U/gU/g1768176822922292脂肪酶脂肪酶 U/gU/g12.6312.6314.7914.79淀粉酶淀粉酶 10 105 5 U/gU/g8.148.1410.0410.04半胱胺对绵羊消化代谢的影响总总N N消化率消化率有机物消化率有机物消化率对照组对照组68%68%59%59%试验组试验组72%72%63%63%半胱胺对鹅尿酸和血糖的影响对照对照处理处理第第1 1天天第第3 3天天第第5 5天天第第7 7天天尿酸尿酸0.50.50.330.330.340.340.250.250.270.27血糖血糖11.2811.2811.6711.6711.2111.218.708.709.209.20半胱胺对骨骼的影响骨钙素水骨钙素水平平（ug/Lug/L）肱骨密度肱骨密度（g/cm2g/cm2）股骨密度股骨密度（g/cm2g/cm2胫骨密度胫骨密度（g/cm2g/cm2对照组对照组0.720.720.1520.1520.4290.4290.3750.375半胱胺组半胱胺组 0.450.450.2180.2180.4350.4350.3760.376半胱胺对猪血液代谢物的影响（朱建津等，2005）半胱胺半胱胺（mg/kgmg/kg）0 075759090血清尿素血清尿素氮氮/mmol/Lmmol/L4.980.25a4.980.25a4.400.33b4.400.33b4.380.30b4.380.30b血糖血糖/mmol/Lmmol/L8.480.34a8.480.34a8.010.60b8.010.60b8.650.37a8.650.37a甘油三酯甘油三酯/mmol/Lmmol/L1.020.13a1.020.13a0.860.10b0.860.10b1.100.11a1.100.11a总胆固醇总胆固醇/mmol/Lmmol/L2.650.11a2.650.11a2.550.09b2.550.09b2.300.15c2.300.15c对消化代谢的影响总结提高饲料营养物质的消化率提高蛋白质的同化提高钙、铁等矿物质的吸收 返回半胱胺对淋巴细胞增殖的影响半胱胺对仔猪血清IL-2的影响(石志敏石志敏,2005),2005)