慢性肾衰患者口服开同后血浆α-支链酮酸的代谢

目的 探讨慢性肾衰患者和正常对照组空腹口服开同后支链酮酸的代射动力学的变化。方法 采用气相色谱-质谱联用仪测定血浆支链酮酸的浓度。结果 慢性肾衰患者空腹血浆亮氨酸酮酸和异亮氨酸酮酸的浓度低于正常对照组(P<0.05),空腹口服开同后血浆亮氨酸酮酸、异亮氨酸酮酸和缬氨酸酮酸的最高峰浓度分别为(67.7±12.9)、(57.8±10.3)、(30.3±5.3)μmol/L;达峰浓度时间分别为(43.8±5.7)、(58.1±4.6)、(43.8±4.5)min;上述α-酮酸的消除半寿期T1/2分别(108.5±12)、(105±16.6)、(116.8±18)min。与对照组相比,肾衰组α-支链酮酸部分代谢动力学参数的差异无显著性。结论 慢性肾衰患者胃肠道对开同中α-支链酮酸的吸收功能正常,提示通过口服支链酮酸制剂纠正慢性肾衰患者的血浆支链酮酸水平是可行的。

槭糖尿病(支链酮酸尿)——氨基酸先天性代谢缺陷之二

槭糖尿病是一种较常见的支链氨基酸代谢缺陷,是由于在支链氨基酸代谢中缺乏支链酮酸脱羧酶,致使患者尿中积聚大量的支链酮酸,发出槭糖(象烧焦的糖)的气味而取名,为表示代谢缺陷的位置起见。

支链氨基酸代谢与2型糖尿病关系的研究进展

支链氨基酸(BCAAs)是一类因存在脂肪烃链而得名的必需氨基酸,包括亮氨酸、异亮氨酸以及缬氨酸。BCAAs同胰岛素抵抗的关系于1964年被提出,该类氨基酸在膳食中常见,其循环水平通过对糖脂代谢和胰岛素分泌的调控对2型糖尿病(T2DM)病程发展起着重要的作用。作为一种发病率高、并发症严重的慢性代谢性疾病,糖尿病已经对全球人民生活生产造成了极大的困扰。其中T2DM作为糖尿病中占比最高的类型,正大幅度降低患者的生活质量。本文通过糖脂代谢以及其他相关机制,将BCAAs代谢分解过程与T2DM发生发展联系起来,从而为临床T2DM的治疗诊断提供更多思路。

硫胺素对体外瘤胃发酵参数及支链脂肪酸合成的影响

本试验旨在通过体外法评估硫胺素对瘤胃发酵参数及支链脂肪酸(BCFA)合成的影响。试验分为6个组,每组5个重复,共发酵2批。各组均以0.5 g全混合日粮(TMR)作为发酵底物,并分别添加0(对照)、15、30、60、120、240 mg/kg DM硫胺素。体外39℃恒温培养24 h后收集发酵液,测定瘤胃发酵参数、脂肪酸含量以及支链α酮酸脱氢酶(BCKD)活性。结果显示:1)30 mg/kg DM硫胺素组发酵液中总挥发性脂肪酸含量显著低于对照组和120、240 mg/kg DM硫胺素组(P<0.05),15、30 mg/kg DM硫胺素组发酵液中总支链挥发性脂肪酸含量显著低于对照组和120、240 mg/kg DM硫胺素组(P<0.05),15、30和60 mg/kg DM硫胺素组发酵液中微生物蛋白含量显著高于对照组和120、240 mg/kg DM硫胺素组(P<0.05)。2)60 mg/kg DM硫胺素组发酵液中饱和脂肪酸含量显著高于对照组和15、120、240 mg/kg DM硫胺素组(P<0.05),120和240 mg/kg DM硫胺素组发酵液中不饱和脂肪酸、单不饱和脂肪酸含量显著高于30和60 mg/kg DM硫胺素组(P<0.05),60 mg/kg DM硫胺素组发酵液中总脂肪酸含量显著高于对照组和15 mg/kg DM硫胺素组(P<0.05)。3)30和60 mg/kg DM硫胺素组发酵液中异构支链脂肪酸(Iso)、反式异构支链脂肪酸(Anteiso)和BCFA含量显著高于对照组(P<0.05)。4)15、30、60、120 mg/kg DM硫胺素组发酵液中BCKD活性显著高于240 mg/kg DM硫胺素组(P<0.05)。5)相关性分析结果显示,发酵液中乙酸(r=-0.59)、丁酸(r=-0.61)、异戊酸(r=-0.54)、总挥发性脂肪酸(r=-0.57)含量与BCFA含量具有中等强度的负相关关系(P<0.05)。综上所述,体外条件下,硫胺素会影响瘤胃发酵特性和脂肪酸的合成,且挥发性脂肪酸含量与BCFA含量存在相关性。当硫胺素添加水平为60 mg/kg DM时,BCFA的合成效果最佳。

猪支链氨基酸的代谢、互作及理想模式

支链氨基酸是蛋白质中常见的氨基酸,包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸。由于支链氨基转移酶和支链α-酮酸脱氢酶是三种支链氨基酸代谢通路的共同酶,因此,支链氨基酸之间存在拮抗作用。这两种酶最有效的激活因子是亮氨酸及其代谢产物α-酮异己酸。日粮中过高的亮氨酸,会增加肌肉的分解代谢,影响猪的生长性能。因此,保育猪阶段,建议标准回肠可消化赖氨酸∶亮氨酸∶异亮氨酸∶缬氨酸的理想模式为100∶100~150∶50~60∶65~70;生长育肥猪阶段,建议标准回肠可消化赖氨酸∶亮氨酸∶异亮氨酸∶缬氨酸的理想模式为100∶110~150∶45~55∶65~75。

支链氨基酸与心血管疾病关系的研究进展

心血管疾病在全球的患病率不断上升,成为主要的经济负担。以往的研究认为心血管疾病与脂质代谢紊乱相关,然而越来越多的证据表明循环支链氨基酸水平升高与心血管疾病呈正相关,并可作为心血管疾病的潜在诊断和预后标志物。现就支链氨基酸与心血管疾病研究进展进行简要综述。

^(13)CO_2呼气试验测定亮氨酸酮酸的脱羧氧化代谢

目的用13CO2呼气试验的方法,定量测定酮酸配方中亮氨酸酮酸的氧化代谢。方法采用13CO2呼气试验法。结果三种酮酸配方中亮氨酸酮酸的氧化代谢率分别为(54.99±10.93)%,(58.07±12.16)%,(64.54±12.59)%;改变酮酸配方中各组份量和比例可使亮氨酸酮酸的利用率改变。结论13CO2呼气试验可定量测定亮氨酸酮酸氧化代谢率,也是客观评价各种酮酸/氨基酸配方中亮氨酸酮酸的利用率的有效方法之一。

支链氨基酸代谢在枫糖尿病中的作用

枫糖尿病(MSUD)也称支链酮酸尿症,它是由于一组支链α酮酸脱氢酶复合体(BCKDC)基因突变而引起BCKD复合体活性缺乏的常染色体隐性遗传的代谢紊乱疾病。MSUD患者中支链氨基酸(BCAA)代谢紊乱,导致血浆、组织和尿液中积累大量的支链氨基酸和支链酮酸(BCKA)。MSUD患者主要临床表现为进行性神经功能恶化,伴有运动迟缓、共济失调、智力障碍和精神症状的病理生理学特征,其主要是由于氨基酸代谢失衡而导致脑中蛋白质和神经递质合成缺失。而高BCAA/BCKA水平大幅度加重神经系统症状,表明BCAA/BCKA具有神经毒性。目前大量来自人类和动物模型实验数据证实,BCAA/BCKA特别是亮氨酸和α-KIC在MSUD脑损伤的发病机制中起到非常重要的作用。这篇综述主要介绍BCAA/BCKA代谢紊乱在MSUD患者神经失调中起到的潜在病理机制。BCAA/BCKA代谢失调不仅影响其他中性氨基酸水平的显著下降从而减少蛋白质和神经递质合成,还导致线粒体中能量代谢失调从而影响脑的正常功能,这些病理机制可能导致MSUD患者的神经系统后遗症。我们希望通过了解MSUD具体的病理机制,为MSUD治疗提供新的治疗策略和药物靶点。

缬氨酸对肝昏迷兔血浆支链α-酮酸的影响

报告了用气相色谱法测定血浆支链酮酸（Ｂｒａｎｃｈｅｄ－ＣｈａｉｎＫｅｔｏＡｃｉｄｓ；ＢＣＫＡ’ｓ）浓度，以及静脉输注高浓度Ｌ－缬氨酸（Ｌ－ｖａｌｉｎｅ，ｖａｌ）治疗半乳糖胺引起兔肝昏迷（ＨｅｐａｔｉｃＣｏｍａ； ＨＣ）的结果。ＨＣ兔血浆ＢＣＫＡ’Ｓ明显低于正常组水平，相对应的支链氨基酸（Ｂｒａｎｃｈｅｄ－Ｇｈａｉｎ Ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ；ＢＣＡＡ’Ｓ）及其它氨基酸多数增高，芳香族氨基酸（ＡｒｏｍａｔｉｃＡｍｉｎｏＡｃｉｄｓ；ＡＡＡ＇Ｓ）大幅度升高，用５％ｖａｌ静脉输注４８ｈ，血浆ＢＣＫＡ’Ｓ提高约３倍，ＢＣＡＡ’Ｓ改变不大，ＡＡＡ’Ｓ下降３７％；血浆ＢＣＫＡ’Ｓ／ＢＣＡＡ’Ｓ、ＢＣＡＡ’Ｓ／ＡＡＡ’Ｓ比值也明显增高。提示，高浓度ｖａｌ能纠正ＨＣ血浆ＢＣＫＡ’Ｓ及主要氨基酸紊乱。

阿维链霉菌bkdAB的基因中断对阿维菌素合成的影响

以阿维菌B组分菌株StreptomycesavermitilisBjbm0 0 0 6为出发菌株 ,用PCR的方法构建bkdAB基因簇(Branched_chainα_ketoaciddehydrogenasegeneAB)的基因置换质粒pHJ582 1(pHZ13 58∷bkdAB&erm) ,并对其进行基因中断 ,得到重组菌株Bjbm582 1。Bjbm582 1的发酵产物经HPLC检测发现 ,除了产生B1a和B2a外 ,还产生一种原菌株没有的新组分 ,3个组分的总含量只有出发菌株Bjbm0 0 0 6的 2 5%。结果表明bkdAB的中断不仅部分阻断了阿维菌素的合成 ,还阻断了阿维菌素b组分的合成 ,可以推测bkdAB的产物在阿维菌素合成途径中主要承担了α酮基异戊酸脱氢酶 (α_ketoisovalericaciddehydrogenase)

阿维链霉菌bkdF的基因中断对阿维菌素合成的影响

以阿维菌素B组分菌株StreptomycesavermitilisBjbm0 0 0 6为出发菌株 ,用PCR方法构建支链α 酮酸脱氢酶基因bkdF(Branched chainα ketoaciddehydrogenasegene)的重组质粒pHJ5 816 (pHZ135 8 bkdF&Ermr)对其进行基因中断 ,得到重组菌株Bjbm5 816。经HPLC检测和核磁共振分析发现 ,Bjbm5 816发酵产物产生的单一组分新化合物为Oligo mycinA。

枫糖尿病的研究新进展

枫糖尿病属常染色体隐性遗传性氨基酸代谢病的一种，是由于患儿体内支链α－酮酸脱氢酶复合物缺陷，三种支链氨基酸转氨形成的相应α－酮酸不能氧化脱羧所致。临床以生活能力低下、脱水、酸中毒、神经系统症状和智力障碍等症状为主。其发病率因国家、地区和种族而异。本文从病因学、分子学、酶缺陷与生化表型、临床分类与筛查、治疗及疗效等方面对该病近年来的研究进展做一简介。枫糖尿病，支链氨基酸，支链α－酮酸。

应用新一代半导体靶向测序技术检测枫糖尿症致病基因突变的研究

目的应用Ion Torrent半导体靶向测序技术检测1例枫糖尿症(MSUD)患儿的致病基因突变,明确其致病突变,并探讨该技术用于复杂单基因病检测的可行性。方法采集患儿外周血,提取基因组DNA,经多重PCR扩增富集目的基因片段,构建平均片段大小为300bp左右的文库,经乳液PCR及磁珠颗粒富集,最后采用318半导体测序芯片进行高通量测序,应用Ion Torrent Suite v3.0软件进行数据提取、序列比对及SNPs和Indels提取,再用dbSNP 137数据库过滤得到SNPs和Indels,可疑突变经Sanger法测序验证。结果检出患儿1个新发错义点突变并通过Sanger测序验证,突变是BCKDHB基因第6外显子的NM183050:c.586C>T(p.His196Tyr)。结论 Ion Torrent半导体靶向测序技术可对复杂单基因遗传病进行快速、准确地基因诊断。

儿茶酚胺释放对心肌BCKDK表达的影响及其机制研究

目的探究在缺血、高血压、心衰等疾病条件下儿茶酚胺释放对心肌细胞中支链酮酸脱氢酶激酶(BCKDK)的表达影响及其作用机制。方法使用异丙肾上腺素(ISO)腹腔注射模拟小鼠心脏儿茶酚胺导致的心肌病变模型。小鼠分为对照(Vehicle)组和ISO注射(ISO)组。分别使用ISO、过氧化氢(H2O2)、鱼藤酮(rotenone)和抗霉素(antimycin)A模拟多种病理刺激处理心肌细胞。使用Western blot检测BCKDK、含有NHL重复序列蛋白(NHLRC)1和热休克蛋白(Hsp)70蛋白水平表达;实时荧光定量PCR检测BCKDK mRNA水平表达;免疫荧光检测BCKDK、NHLRC1和Hsp70的细胞内定位;免疫共沉淀探究蛋白-蛋白相互作用和BCKDK泛素化水平。结果与Con组相比,ISO处理显著增加BCKDK蛋白水平(P<0.01),而mRNA水平无显著差异,BCKDK与NHLRC1的结合降低且泛素化水平降低。而过表达NHLRC1上调BCKDK泛素化水平并降低其蛋白表达。与ISO组相比,Hsp70敲低能完全逆转ISO诱导的BCKDK升高和泛素化降低逆转ISO诱导的支链氨基酸(BCAA)代谢紊乱(P<0.01)。结论ISO暴露通过诱导Hsp70与BCKDK结合竞争性抑制NHLRC1介导的BCKDK泛素化,从而导致BCKDK的上调和心肌细胞中BCAA分解代谢紊乱。

杂合子亲属活体肝移植治疗儿童BCKDHB基因新复合突变枫糖尿病1例并文献复习

目的总结枫糖尿病的杂合子亲属活体肝移植治疗效果。方法1例男性3岁患儿,因发现枫糖尿病半年于2017年7月5日入院。患儿空腹状态出现阵发性口齿不清、下肢运动功能障碍半年,枫糖样体味明显,语言发育稍迟缓,无其他生长发育异常和智力缺陷。血清支链氨基酸(BCAA)检查示亮氨酸684μmol/L,缬氨酸559μmol/L,经基因检测结合BCAA检查诊断为枫糖尿病Ⅰb型。行亲属活体肝移植,供者为患儿父亲。术后常规应用免疫抑制、抗病毒、抗感染方案及维持水、电解质、酸碱平衡等必要营养支持。他克莫司剂量根据生化指标和受者细胞色素P450(CYP)3A5基因型进行调整。糖皮质激素于术后6个月左右停用。结果受者肝功能于术后1个月恢复至正常范围,术后3年基本趋于稳定。受者氨基酸水平术后即降至正常,术后正常饮食1个月BCAA继续降低。截止至投稿日,受者生长发育良好,情况稳定,生活质量高。结论突变杂合子亲属活体肝移植治疗枫糖尿病安全有效,降低了突发急性代谢事件的可能性,极大地改善了受者的生活质量,为枫糖尿病的外科治疗提供了新思路。

丁三醇合成关键酶的筛选、酶学性质及体外催化

为了提高1,2,4-丁三醇的生物合成效率,利用分子模拟技术从数据库中筛选1,2,4丁三醇合成关键酶——α酮酸脱羧酶,并将所选目标酶的基因构建到质粒pGEX 6p 1中,转入大肠杆菌DH5α,使目标酶在宿主菌中成功表达。通过比较目标酶的酶活力大小,找到1个催化效率比现有报道中所使用的苯甲酰甲酸脱羧酶(MDLC)更高的脱羧酶——支链α酮酸脱羧酶(KDCA),利用镍柱亲和层析的方法,将KDCA纯化,并对其酶学性质进行研究,测得KDCA最适温度为30℃,最适pH为6.5,在20 mmol/L的底物条件下,利用纯KDCA催化木糖酸生产1,2,4丁三醇的产量是对照酶MDLC的1.93倍。这为1,2,4丁三醇的生物合成提供了高效的新酶源。

BCKDHB基因复合杂合突变致经典型枫糖尿症一例

目的探讨1例经典型枫糖尿症（maple syrup urinedisease，MSUD）患儿的遗传学病因。方法采用二代高通量测序技术对新生儿疾病筛查诊断的1例经典型MSUD患儿BCKDHA基因的9个外显子、BCKDHB基因的10个外显子、DBT基因的11个外显子和DLD基因的14个外显子进行序列捕获和测序，确定可疑的突变位点，并用Sanger测序技术进行双向验证和父母验证。应用计算机软件预测突变位点氨基酸进化保守性和突变导致蛋白质结构及功能的变化，分析突变位点的变异性质。结果高通量测序发现患儿BCKDHB基因存在第5外显子c．550delT缺失突变和第10外显子c．1046G〉A错义突变；未检测到BCKDHA基因、DBT基因、DLD基因的突变。Sanger测序验证了高通量测序的结果。患儿父亲携带BCKDHB基因c．1046G〉A杂合突变。母亲携带BCKDHB基因c．550delT杂合突变。c．1046G〉A错义突变为已报道过的突变，c．550delT突变为未报道过的新突变。两个突变均涉及高度保守的位点，突变导致支链酮酸脱氢酶复合体（branched-chain α-ketoacid dehydrogenase complex，BCKD）E1亚单位一级、二级结构及功能结构域明显改变，BCKD活性降低。结论BCKDHB基因c．550delT和c．1046G〉A复合杂合突变为该经典型MSUD患儿的遗传学病因，c．550delT突变的检出丰富了BCKDHB基因的突变谱。

BCAA代谢障碍在儿茶酚胺诱导心肌细胞毒性中作用

目的探讨心肌细胞支链氨基酸(BCAA)代谢障碍在儿茶酚胺诱导的心肌细胞毒性中的作用。方法分离并培养新生大鼠心室肌细胞(NRVMs),给予异丙肾上腺素(ISO)20μmol/L处理48 h模拟儿茶酚胺毒性,ISO刺激同时给予支链α-酮酸脱氢酶激酶(BDK)特异性抑制剂3,6-二氯-2-苯并噻吩羧酸(BT2)处理(40μmol/L)。48 h后,蛋白质印迹法(Western blot)检测BCAA代谢相关酶及细胞凋亡相关酶蛋白的表达;分光光度法检测支链-α酮酸脱氢酶(BCKD)活性;给予外源性BCAA(5 mmol/L)后,分时间点检测培养基中BCAA浓度,直接反映心肌细胞BCAA降解速率;流式细胞术检测心肌细胞凋亡。结果 ISO处理激活心肌细胞线粒体凋亡通路并引起心肌细胞凋亡。与对照组比较,ISO组心肌细胞中BDK表达明显上调,引起BCKD活性下降和BCAA降解障碍。给予BDK抑制剂BT2处理后,能够逆转ISO刺激造成的心肌细胞BCAA降解障碍并明显抑制心肌细胞凋亡。结论抑制BDK能够减轻儿茶酚胺毒性诱导的心肌细胞凋亡,改善心肌BCAA降解障碍有可能成为减轻儿茶酚胺毒性的新策略。