反刍动物瘤胃微生物氨同化作用研究进展
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氨的浓度 和 总量密 切 相 关 ， 且进 人 反 刍 动 物后 肠 道
的 Ｍ ＣＰ 通 常 占 非 氨 氮 总 量 的 ３ ４％ ～ ８ ％ ｌ 。 然 ９ ４ ］
而， 尽管瘤 胃内氨浓 度变化 受 到多种 因素影 响 ， 氨 但
瘤 胃微生 物对 于瘤 胃氨 的利用 主要是通 过 氨化
的产量始 终远 大于瘤 胃微 生物利 用氨 合成 自身 蛋 白
摘
要 ：反 刍 动 物瘤 胃微 生物 利 用 氨 合 成 微 生 物 蛋 白质 （ ｃｏ ｉｌ ｒｔｉ ， Ｐ 主 要 通 过 谷 氨 酸 脱 氢 酶 （ ｌｔ・ ｍｉｒｂａ ｐｏｅｎ ＭＣ ） ｇ ａ ｕ
ｍａｅｄ ｈ ｄ ｏｅ ａｅ Ｇ ｔ ｅ ｙ ｒｇ ｎ ｓ， ＤＨ） 径 和 谷 氨 酰 胺 合 成 酶 一谷 氨 酸合 成 酶 复合 酶 系 （ｌｔｍｉｅｓｎｈ ｔｓ—ｌｔｍａｅｓｎ 路 ｇｕａ ｎ ｙ ｔｅａｅｇｕａ ｔ ｙ ・ ｔａｅ ＧＳＧＯＧ ） 径 。氨 同化 作 用 过 程 中 的关 键 酶 有 ＧＤＨ、 氨 酸 脱 氢 酶 （ｌｎｎ ｅ ｙ ｒｇ ｎ ｓ， ＤＨ） 谷 ｈｓ， ． ＡＴ 路 丙 ａａ ｉｅｄ ｈ ｄ ｏ ｅ ａｅ Ａ 、
动 物 营养 学 报 ２ １ ，２ ５ ：１ １ １ ７ ０ ０ ２ （ ） １ ７ —１ ６
Ｃ ｉｅｅ ｏ ｒａ ｆ ｉ ｌ ｔ ｔ Байду номын сангаас ｈｎ ｓ Ｊ ｕｎ ｌ ｍａ Ｎｕｒ ｉ ｏ Ａｎ ｉｏ
ｄ ｉ ０．９ ９ ｊｉｓ ．０ ６ ２ ７ ２ １ ０ ０ ７ ｏ ：１ ３ ６ ／．ｓ ｎ １ ０ －６ ｘ．０ ０．５． ０
将 从本 质上 为调控 并提 高反 刍动物 氮利用 率提 供关 键 科学依 据 。
转 化效 率 的主要 因素 ＿ 。因此 ， 胃 内微 生 物 的蛋 ２ ］ 瘤 白质合 成机 理及其利 用效 率一 直是 反刍 动物蛋 白质
营养研 究领域 的热 点 。 反 刍动 物饲料 中的 蛋 白质 ，０ ～ ８ ％被 瘤 胃 ４％ Ｏ
方 式被机体 吸收 ， 主 要 通 过肝 脏 转 化成 尿 素 流 失 并
到体 外 。氮素 的大量 流失 不仅造 成排 泄物对 环 境 ］
的污染 ， 且造成 十 分 宝 贵 的蛋 白质 资 源利 用 效 率 而
酮戊 二酸 和氨 在 ＧＤＨ 参 与 下 生 成谷 氨 酸 ； ） 氨 ２谷
反 刍动 物虽 可 以消 化 粗饲 料 ， 其 中的含 氮物 但 质的利 用率 较低 ， 入蛋 白质 仅 有 不到 ２ ％能 够被 摄 ０ 转化 为畜产 品［ 。而 当 饲 喂高 蛋 白质饲 粮 时 ， １ ］ 动物 机体 的消化 能力较 强 ， 胃微 生物合 成效 率较 弱 ， 瘤 两 者之 间的不 平衡又成 为 限制反 刍动 物提 高饲粮 氮素
氨酰 胺 合 成 酶 （ ） 谷 氨 酸 合 成 酶 （ ｌｔ ｍａｅｓ ｎ ｈ ｓ ， Ｇｓ 和 ｇｕａ ｔ ｙ ｔ ａｅ ＧＯＧ ＡＴ） ， 活 性 主 要 受 到 氨 浓 度 的 影 响 。本 文 主 要 等 其
综 述 了瘤 胃微 生 物 氨 同化 作 用 过 程 及 其 关 键 酶 。 关键 词 ：瘤 胃微 生物 ； 同 化 作 用 ； 生 物 蛋 白质 ； 氨 酰胺 合 成 酶 ； 氨 酸 脱 氢 酶 氨 微 谷 谷 中 图分 类 号 ： ８ ２ ￥ ５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ６２ ７ ２ １ ）５１７ —６ １ ０ —６ Ｘ（０ ０ ０ —１ １０
利用氮 源 的机理并 不 十分 明 晰 ， 仅通 过 饲 粮 调控 途 径 提 高瘤 胃 ＭＣ Ｐ合成 效率 是 相 当有 限 的 。为 此 ， 充分 了解 瘤 胃微 生 物 利 用 氮素 尤 其 是 氨合 成 ＭＣ Ｐ 的反应 过程 ， 并探 讨瘤 胃微生 物 同化 氨 的分子 机制 ，
质 的 总 量 。而 过 量 的 氨 则 以 被 动 扩 散 或 主 动 吸 收 的
和转 氨作 用完 成 。大 量试 验 表 明 ， 胃微 生物 内普 瘤
遍存 在 的 ２条 主要 氨 同化 反 应 路径 ： ） 氨酸 脱 氢 １谷 酶 （ ｌｔｍａｅ ｄ ｈ ｄ ｏ ｅ ａｅ ＧＤＨ） 径 ， 口一 ｇｕａ ｔ ｅ ｙ ｒ ｇ ｎ ｓ ， 路 即
微 生 物 降 解 成 氨 。 且 对 于 大 多 数 瘤 胃微 生 物 而 言 ，
１ 反 刍 动 物瘤 胃微 生物 氨 同化 作 用 进 程
瘤 胃微 生 物 种 类 繁 多 、 数量 庞 大 ， 主要 包 括 细 菌 、 菌 、 虫 和 噬 菌 体 等 。几 类 微 生 物 间相 互 作 真 原 用， 形成 了一 个精 密 的微 生态 系统 ， 对饲料 营养 物质 进 行着 复杂 的消化 、 收和代谢 。其 中 ， 胃原 虫不 吸 瘤 能直接利 用瘤 胃氨 合 成 氨基 酸 ， 瘤 胃氨 的净 生 产 是 者， 而瘤 胃细 菌 和 真 菌 则 可 直 接 利 用 瘤 胃氨 合 成 ＭＣ ， 足其 自身生 长需 求 。 Ｐ满
１ １ 瘤 胃 微 生 物 氨 同化 作 用 概 述 ．
氨是其 生长所 必需 的首选 氮源 。有研 究认 为瘤 胃细 菌和原 虫 蛋 白质 中的氮 有 ７ ％ 和 ５ ％分 别来 源于 ０ ０ 氨口 。瘤 胃微 生 物 利 用 氨 合 成 微 生 物 蛋 白质 （ ． ］ ｍｉ
ｃｏ ｉｌ ｒｔｉ ， ｒ ｂａ ｐ ｏｅｎ ＭＣＰ ， 生 物 合 成 效 率 与 瘤 胃 内 ）其
反 刍 动 物 瘤 胃微 生 物 氨 同化 作 用 研 究 进 展
王 谭支 良
（ 中 国科 学 院亚 热 带 农 业 生 态 研 究 所 ， 热 带 农 业 生 态 过 程 重 点 实 验 室 ， 沙 ４ ０ ２ １． 亚 长 １ １５
２ 中国 科 学 院 研 究 生 院 ， 京 １ ０ ４ ） ． 北 ０ ０ ９
的 Ｍ ＣＰ 通 常 占 非 氨 氮 总 量 的 ３ ４％ ～ ８ ％ ｌ 。 然 ９ ４ ］
而， 尽管瘤 胃内氨浓 度变化 受 到多种 因素影 响 ， 氨 但
瘤 胃微生 物对 于瘤 胃氨 的利用 主要是通 过 氨化
的产量始 终远 大于瘤 胃微 生物利 用氨 合成 自身 蛋 白
摘
要 ：反 刍 动 物瘤 胃微 生物 利 用 氨 合 成 微 生 物 蛋 白质 （ ｃｏ ｉｌ ｒｔｉ ， Ｐ 主 要 通 过 谷 氨 酸 脱 氢 酶 （ ｌｔ・ ｍｉｒｂａ ｐｏｅｎ ＭＣ ） ｇ ａ ｕ
ｍａｅｄ ｈ ｄ ｏｅ ａｅ Ｇ ｔ ｅ ｙ ｒｇ ｎ ｓ， ＤＨ） 径 和 谷 氨 酰 胺 合 成 酶 一谷 氨 酸合 成 酶 复合 酶 系 （ｌｔｍｉｅｓｎｈ ｔｓ—ｌｔｍａｅｓｎ 路 ｇｕａ ｎ ｙ ｔｅａｅｇｕａ ｔ ｙ ・ ｔａｅ ＧＳＧＯＧ ） 径 。氨 同化 作 用 过 程 中 的关 键 酶 有 ＧＤＨ、 氨 酸 脱 氢 酶 （ｌｎｎ ｅ ｙ ｒｇ ｎ ｓ， ＤＨ） 谷 ｈｓ， ． ＡＴ 路 丙 ａａ ｉｅｄ ｈ ｄ ｏ ｅ ａｅ Ａ 、
动 物 营养 学 报 ２ １ ，２ ５ ：１ １ １ ７ ０ ０ ２ （ ） １ ７ —１ ６
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将 从本 质上 为调控 并提 高反 刍动物 氮利用 率提 供关 键 科学依 据 。
转 化效 率 的主要 因素 ＿ 。因此 ， 胃 内微 生 物 的蛋 ２ ］ 瘤 白质合 成机 理及其利 用效 率一 直是 反刍 动物蛋 白质
营养研 究领域 的热 点 。 反 刍动 物饲料 中的 蛋 白质 ，０ ～ ８ ％被 瘤 胃 ４％ Ｏ
方 式被机体 吸收 ， 主 要 通 过肝 脏 转 化成 尿 素 流 失 并
到体 外 。氮素 的大量 流失 不仅造 成排 泄物对 环 境 ］
的污染 ， 且造成 十 分 宝 贵 的蛋 白质 资 源利 用 效 率 而
酮戊 二酸 和氨 在 ＧＤＨ 参 与 下 生 成谷 氨 酸 ； ） 氨 ２谷
反 刍动 物虽 可 以消 化 粗饲 料 ， 其 中的含 氮物 但 质的利 用率 较低 ， 入蛋 白质 仅 有 不到 ２ ％能 够被 摄 ０ 转化 为畜产 品［ 。而 当 饲 喂高 蛋 白质饲 粮 时 ， １ ］ 动物 机体 的消化 能力较 强 ， 胃微 生物合 成效 率较 弱 ， 瘤 两 者之 间的不 平衡又成 为 限制反 刍动 物提 高饲粮 氮素
氨酰 胺 合 成 酶 （ ） 谷 氨 酸 合 成 酶 （ ｌｔ ｍａｅｓ ｎ ｈ ｓ ， Ｇｓ 和 ｇｕａ ｔ ｙ ｔ ａｅ ＧＯＧ ＡＴ） ， 活 性 主 要 受 到 氨 浓 度 的 影 响 。本 文 主 要 等 其
综 述 了瘤 胃微 生 物 氨 同化 作 用 过 程 及 其 关 键 酶 。 关键 词 ：瘤 胃微 生物 ； 同 化 作 用 ； 生 物 蛋 白质 ； 氨 酰胺 合 成 酶 ； 氨 酸 脱 氢 酶 氨 微 谷 谷 中 图分 类 号 ： ８ ２ ￥ ５ 文献标识码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ６２ ７ ２ １ ）５１７ —６ １ ０ —６ Ｘ（０ ０ ０ —１ １０
利用氮 源 的机理并 不 十分 明 晰 ， 仅通 过 饲 粮 调控 途 径 提 高瘤 胃 ＭＣ Ｐ合成 效率 是 相 当有 限 的 。为 此 ， 充分 了解 瘤 胃微 生 物 利 用 氮素 尤 其 是 氨合 成 ＭＣ Ｐ 的反应 过程 ， 并探 讨瘤 胃微生 物 同化 氨 的分子 机制 ，
质 的 总 量 。而 过 量 的 氨 则 以 被 动 扩 散 或 主 动 吸 收 的
和转 氨作 用完 成 。大 量试 验 表 明 ， 胃微 生物 内普 瘤
遍存 在 的 ２条 主要 氨 同化 反 应 路径 ： ） 氨酸 脱 氢 １谷 酶 （ ｌｔｍａｅ ｄ ｈ ｄ ｏ ｅ ａｅ ＧＤＨ） 径 ， 口一 ｇｕａ ｔ ｅ ｙ ｒ ｇ ｎ ｓ ， 路 即
微 生 物 降 解 成 氨 。 且 对 于 大 多 数 瘤 胃微 生 物 而 言 ，
１ 反 刍 动 物瘤 胃微 生物 氨 同化 作 用 进 程
瘤 胃微 生 物 种 类 繁 多 、 数量 庞 大 ， 主要 包 括 细 菌 、 菌 、 虫 和 噬 菌 体 等 。几 类 微 生 物 间相 互 作 真 原 用， 形成 了一 个精 密 的微 生态 系统 ， 对饲料 营养 物质 进 行着 复杂 的消化 、 收和代谢 。其 中 ， 胃原 虫不 吸 瘤 能直接利 用瘤 胃氨 合 成 氨基 酸 ， 瘤 胃氨 的净 生 产 是 者， 而瘤 胃细 菌 和 真 菌 则 可 直 接 利 用 瘤 胃氨 合 成 ＭＣ ， 足其 自身生 长需 求 。 Ｐ满
１ １ 瘤 胃 微 生 物 氨 同化 作 用 概 述 ．
氨是其 生长所 必需 的首选 氮源 。有研 究认 为瘤 胃细 菌和原 虫 蛋 白质 中的氮 有 ７ ％ 和 ５ ％分 别来 源于 ０ ０ 氨口 。瘤 胃微 生 物 利 用 氨 合 成 微 生 物 蛋 白质 （ ． ］ ｍｉ
ｃｏ ｉｌ ｒｔｉ ， ｒ ｂａ ｐ ｏｅｎ ＭＣＰ ， 生 物 合 成 效 率 与 瘤 胃 内 ）其
反 刍 动 物 瘤 胃微 生 物 氨 同化 作 用 研 究 进 展
王 谭支 良
（ 中 国科 学 院亚 热 带 农 业 生 态 研 究 所 ， 热 带 农 业 生 态 过 程 重 点 实 验 室 ， 沙 ４ ０ ２ １． 亚 长 １ １５
２ 中国 科 学 院 研 究 生 院 ， 京 １ ０ ４ ） ． 北 ０ ０ ９