钙蛋白酶介导的甘草提取物降低肌肉滴水损失的蛋白降解机制

【作者】 张玉伟； 罗海玲； 刘昆； 常彦飞； 矫丽娟； 陈勇；

【机构】 动物营养国家重点实验室中国农业大学动物科技学院；

【摘要】 过去研究认为糖原酵解,pH值下降是影响滴水损失的主要因素。而最新研究发现,由钙蛋白酶诱导的骨架蛋白降解和膜蛋白降解都对滴水损失有重要作用。但钙蛋白酶很易受到自由基攻击而影响活性。而抗氧化性能可能会通过调节钙蛋白酶活性,诱导肌肉蛋白降解的变化而影响滴水损失。本团队前期研究发现,甘草提取物(LE)有良好的抗氧化性能,可降低肌肉滴水损失,但LE对肌肉pH值并无显著影响。因而推测钙蛋白酶介导LE的抗氧化性能诱导肌肉蛋白降解发生改变,是降低滴水损失的主要原因。本试验选择4月龄、体重相近的健康宁夏滩羊公羔20只,随机分成两组,每组10只。LE添加水平分别为0(LE0)、4000(LE4000)mg/kg基础日粮,120天试验期结束后屠宰,取背最长肌样品100g,切成若干块,真空包装,于4℃下熟化0、2、4、6和8天,其中30g固定在4%甲醛和2.5%的戊二醛中,用显微镜和电镜观察细胞蛋白降解的微观形态。其余70g利用Western-Blot技术测定细胞骨架蛋白(肌线间蛋白、纽蛋白、踝蛋白)和细胞膜蛋白(整合蛋白β亚基)的降解水平,并利用荧光探针法测定钙蛋白酶活性。结果显示,日粮LE显著提高肌肉钙蛋白酶活性和细胞骨架蛋白降解(P<0.05),利用显微镜和电镜也可以观察到细胞骨架蛋白降解所产生的空洞和裂痕。相关性分析则表明,钙蛋白酶活性与肌线间蛋白、纽蛋白、踝蛋白和细胞膜蛋白整合蛋白β亚基的完整性均存在显著负相关关系(P<0.05),其中在所有熟化天数钙蛋白酶活性与肌线间蛋白完整性均显著负相关(P<0.05)。而肌线间蛋白完整性与0~8天滴水损失显著正相关(P<0.05)。本团队前期研究证实,LE可改善肌肉抗氧化性能,进而保护钙蛋白酶免受自由基攻击,提高钙蛋白酶活性。而钙蛋白酶活性的提高,会增加细胞蛋白的降解程度。本试验也发现LE显著提高了肌线间蛋白和纽蛋白的降解。但日粮LE对于细胞膜蛋白整合蛋白β亚基的降解则无显著影响,这可能与钙蛋白酶主要分布在肌肉Z线附近有关。而骨架蛋白降解会引起挤压细胞内水分的压力降低,同时骨架蛋白的降解为水分的贮存增加了空间,进而降低滴水损失。本试验结论:LE可以提高钙蛋白酶活性,提高细胞骨架蛋白的降解程度,尤其是肌线间蛋白降解程度,这是导致肌肉滴水损失下降的重要原因。更多还原