半胱胺生物学作用研究进展总结

半胱胺生物学作用研究进展江南大学朱建津第1页，共92页。半胱胺又叫β-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97～98.5℃在空气中极不稳定，易氧化，避光保存第2页，共92页。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26.2～30.6mg。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。

第3页，共92页。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

第4页，共92页。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。

第5页，共92页。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、产蛋量第6页，共92页。生长抑素1968年Krulich等发现大鼠下丘脑存在一种能抑制GH的肽1983年Brazeau等从绵羊下丘脑分离出SST，并阐明了其分子结构为14肽哺乳动物的pro-SST的C端和N端变化可形成SST-14,SST-28,pro-SST等主要具活性的SST-14和SST-28的氨基酸序列分别为：AGCKNFFWKTFTSC，SANSNPNPRERKAGCNFFWKTFTSC。SST-14的3位和14位的C之间有一个二硫键，形成环状结构第7页，共92页。生长抑素的分子结构（14肽）H2N-Ala-Gly-Cys-Lys-Asn-PheSPheSTrpHOOC-Cys-Ser-Thr-Phe-Thr-Lys第8页，共92页。生长抑素在体内的分布器官分泌细胞部位中枢神经神经元下丘脑、皮层、脊髓、神经节、基底节、感觉器官胰D细胞胰岛胃肠道D细胞黏膜腺肾上腺散在的髓质细胞胎盘绒毛膜生殖器睾丸、附睾、前列腺第9页，共92页。生长抑素在体内的含量胃肠道脑胰其他总计652555100第10页，共92页。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第11页，共92页。不同年龄鼠胃黏膜和血浆中SS含量组别胃黏膜组织(ng/g)血浆(ng/L)青年鼠150.9±93.828.7±7.2老年鼠452.5±184.234.1±12.6第12页，共92页。不同日龄绍鸭血浆GH和SS的变化日龄3355595135155165GH31.87215.354.3323.1612.5115.7816.06SS2.641.061.682.672.103.112.98第13页，共92页。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第14页，共92页。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、口服第15页，共92页。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第16页，共92页。半胱胺与SS分子的作用模式

NH2-Ala-GlyCysSLysNH2-CH2-CH2-SHSSerCys-COOH第17页，共92页。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)处理SS(ug/mgwetwt)Insulin(uU/ml)生理盐水11.124.5生理盐水+半胱胺4.4※71.2※生理盐水+GH6.4※54.3※生理盐水+GH+半胱胺2.3※※69.4※第18页，共92页。半胱胺对脑部ＳＳ含量的影响

（２００mg/kg半胱胺，２hr．N.Matsuoka,1996)处理部位含量(ng/mgpr)生理盐水海马７.７５前部皮质５.４６后部皮质４.６４半胱胺海马４.４４※※前部皮质３.８３后部皮质３.２５第19页，共92页。半胱胺对绵羊激素的影响（K.R.McLeod,1995)第20页，共92页。第21页，共92页。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)处理部位含量浓度（ng/mgwetwt)生理盐水海马8.460.41皮质17.30.96下丘脑202.808.18半胱胺海马10.980.49皮质16.201.10下丘脑219.38※9.73第22页，共92页。半胱胺对猪血液ＧＨ的影响（K.V.McElwain,1999)第23页，共92页。半胱胺和催乳素释放肽对ＧＨ的影响（３００mg/kg半胱胺，１hr.N.IIJIMA,2001)第24页，共92页。半胱胺对奶牛血浆SS和GH的影响nSS(ng/ml)GH(ng/ml)对照101.21±0.341.33±0.26试验100.14±0.051.77±0.29第25页，共92页。腹腔注射半胱胺对大鼠血浆GH和SS的影响(朱建津,2005连续注射11天)CS(mg/kgBW)0203550GH（pg/ml）492.34±15.60a414.58±20.15b390.13±9.06b416.53±17.43bSS（pg/ml）413.68±17.51b392.71±22.74bc335.35±19.82c476.51±22.89a第26页，共92页。半胱胺对肉鸡的影响（江南大学）对照组试验1试验2试验3初重1.294±0.1361.296±0.1181.263±0.1391.295±0.141一周增重0.829±0.1550.840±0.1540.874±0.1750.858±0.126二周增重0.403±0.1050.458±0.090.494±0.1170.487±0.112三周增重0.423±0.0860.427±0.2070.45±0.1320.45±0.132总增重1.655±0.3411.725±0.2761.848±0.3161.816±0.372第27页，共92页。半胱胺对肉鸡饲料利用率的影响（江南大学）对照组试验1试验2试验3第一周2.0501.8381.5151.760第二周2.3862.1741.7641.786第三周3.0673.0302.6952.695总和2.3922.2221.8772.000第28页，共92页。半胱胺对肉鸡胸肌和腿肌的影响第29页，共92页。半胱胺仔猪试验（浙江萧山)组号CS-50用量mg/kg增重kg日增重g耗料kg料比对照013.0843635.32.696试验20015.11503.535.32.334第30页，共92页。半胱胺对肉鸡的影响（南农大）第31页，共92页。半胱胺对仔猪的影响（南农大）第32页，共92页。不同剂量半胱胺对AA肉鸡的影响（浙江大学）项目06090120150始重35.835.835.835.835.8末重17861819188917641137增重17501784185417291101日增重41.6842.4844.1541.1626.23料比2.072.062.072.032.11存活率95.4299.0896.2898.7880.73第33页，共92页。半胱胺灌注对湖羊消化的影响TN消化率，%OM消化率，%整体复胃肠段整体复胃肠段对照66.376.1360.2463.4643.9119.55试验67.15－2.1869.3364.9637.1327.84第34页，共92页。半胱胺对大鼠乳腺的影响组别体重，g左侧乳腺绝对湿重,g乳腺相对重,g/100g体重对照323.44.491.39试验313.45.191.65第35页，共92页。半胱胺对奶牛产奶性能的影响日产奶量，kg乳脂率，%耗料产奶比对照14.52.610.32试验15.62.530.30第36页，共92页。半胱胺对雏鹅生产性能的影响7～14周14～21周对照试验对照试验增重，g181185238307采食量，g322329560566料比1.781.772.351.84第37页，共92页。半胱胺对大鼠生长的影响(朱建津,2005)第38页，共92页。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第39页，共92页。添加半胱胺对激素的变化（%）猪鸡绵羊奶牛奶山羊SS-56.5-65.3-33.7-88.4-60.5GH13732.7124.224.79.2T326.512.571.5T417.79.717.6胰岛素144胃泌素23.9第40页，共92页。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第41页，共92页。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β-羟化酶的活性。提高β-内啡肽的活性

返回第42页，共92页。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。

第43页，共92页。活性氧的产生与代谢清除第44页，共92页。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（lipidperoxidation）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，从而改变它们功能第45页，共92页。自由基对细胞膜的损伤第46页，共92页。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。第47页，共92页。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。第48页，共92页。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（α-生育酚）和维生素A（β-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第49页，共92页。清除自由基的酶细胞内有二种酶可以清除H2O2，即过氧化氢酶和过氧化物酶。如所周知H2O2是OH·自由基的前身，上述两酶可使H2O2浓度降低，从而避免高毒性OH·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物歧化酶（SOD）。它是一种金属蛋白，可以歧化O2-生成H2O2。哺乳类细胞含有两种SOD。其一是位于胞浆中的cu-znSOD，另一是位于线粒体中的Mn-SOD

第50页，共92页。活性氧的酶清除第51页，共92页。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H2O2而具有细胞毒作用。反应式：

2NH2CH2CH2SH+2Mn=NH2CH2CH2SSCH2CH2NH2+2Mn-1+2H+；2O2+2Mn-1=2O2-+2Mn；2O2-+2H+=H2O2+O2。第52页，共92页。半胱胺巯基产生的H2O2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活性有关第53页，共92页。280—420mg/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的水平第54页，共92页。第55页，共92页。第56页，共92页。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。

第57页，共92页。半胱胺对仔鹅活性巯基的影响(mg/kg)（邵美丽等，2004，100mg/kgBW）肌肉肝脏对照54.47a337.42a半胱胺60.38a345.70a第58页，共92页。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(NU/ml)大脑匀浆液（Nu/mg)对照217.51150.8915mg/kg半胱胺215.20174.17※100mg/kg半胱胺223.08180.09※第59页，共92页。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（mmol/L)大脑匀浆液（mmol/g)对照4.0715.6315mg/kg半胱胺4.3613.26※100mg/kg半胱胺4.2312.60※第60页，共92页。第61页，共92页。第62页，共92页。第63页，共92页。半胱胺清除羟自由基和氢自由基+NH3CH2CH2SH+·OH→+NH3CH2CH2S·+H2O;+NH3CH2CH2SH+·H→+NH3CH2CH2S·+H2

第64页，共92页。第65页，共92页。半胱胺对DNA的保护作用DNA·+NH2CH2CH2SH=DNA+NH2CH2CH2S·；DNA+·NH2CH2CH2SH=DNA+NH2CH2CH2SH+·；DNA+·+NH2CH2CH2SH=DNA+NH2CH2CH2S+·H=DNA+NH2CH2CH2S·+H+；DNA+·+NH2CH2CH2S—=DNA+NH2CH2CH2S·；NH2CH2CH2S·+NH2CH2CH2SH=NH2CH2CH2SSCH2CH2NH2—·+H+；NH2CH2CH2SSCH2CH2NH2—·+DNA+·=NH2CH2CH2SSCH2CH2NH2+DNA。

第66页，共92页。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。

第67页，共92页。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

返回第68页，共92页。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。第69页，共92页。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、胰高血糖素等第70页，共92页。半胱胺对猪十二指肠内容物消化酶的影响对照组半胱胺组总蛋白酶U/g17682292脂肪酶U/g12.6314.79淀粉酶105

U/g8.1410.04第71页，共92