肽链内切酶对青贮苜蓿蛋白降解的作用机理

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苜蓿(Medicago sativa L.)青贮是保持其青绿特性和解决苜蓿在调制干草时造所成损失的有效措施。但是苜蓿在制作青贮饲料的过程中,由于自身植物蛋白酶和微生物等因素,使大量真蛋白水解成为不利于家畜吸收的非蛋白氮(non-protein nitrogen,NPN)大大减少了苜蓿青贮饲料的营养价值和利用效率。本文对苜蓿中所含肽链内切酶的种类进行了研究,以绿汁发酵液模拟青贮发酵过程,探讨了苜蓿中肽链内切酶的特性及其在苜蓿青贮过程中对蛋白的降解作用。在制作苜蓿绿汁发酵液前通过添加各种肽链内切酶的抑制剂,并设置对照组来分析不同肽链内切酶在形成非蛋白各组分过程中的作用。试验结果表明:1、苜蓿中含有丝氨酸蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶、金属蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶等四种肽链内切酶;2、完全抑制各种肽链内切酶活性的抑制剂浓度分别为:丝氨酸蛋白酶---5mM的PMSF;天冬氨酸蛋白酶---0.1mM的Peptatin A;金属蛋白酶---5mM的1,10-phenantroline;半胱氨酸蛋白酶---0.1mM的E-64;且苜蓿中丝氨酸蛋白酶的最适温度为45℃,最适pH值为6.6;3、氨态氮(NH3-N)的形成过程中,金属蛋白酶起到了主要作用,而半胱氨酸蛋白酶的作用甚微;金属蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶在游离氨基酸的形成过程中起主要作用,丝氨酸蛋白酶次之;天冬氨酸蛋白酶在氨态氮和游离氨基酸的形成过程中,贡献率最小;在将蛋白水解成肽氮的过程中,天冬氨酸蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶起到了主要作用。综合分析得出,对青贮苜蓿蛋白水解作用最大的肽链内切酶是金属蛋白酶和丝氨酸蛋白酶;同时,从蛋白降解程度来看,苜蓿青贮中肽链内切酶不是降解蛋白的主要酶类,而肽链外切酶可能起主要作用。
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