N-氨甲酰谷氨酸合成及其生理功能研究

论文摘要

本文详细论述了以谷氨酸为原料N-氨甲酰谷氨酸（NCG）的合成工艺，其次利用分子生物学方法研究了其对母猪生理功能的影响机制；最后通过毒理学试验评价其作为饲料添加剂的安全性能，其主要实验内容如下：试验一：以谷氨酸、尿素为原料，经过成盐、缩合、酸化，再重结晶得到目标化合物N-氨甲酰谷氨酸的合成路线得到产品纯度≧99%，总收率≧87%。本文针对文献中NCG获得方法的不足之处做了如下改进：采用化学合成法，产品简单易得，副产物少、缩短反应时间。直接使用浓盐酸酸化，简化了工艺流程，降低了生产成本；通过优化摩尔配比、反应温度、浓盐酸的用量等试验条件减少了氨类副产物，从而避免了分离纯化步骤，收率高出文献值20%。合成选择碱性体系水解目标化合物，避免了酸性水解中产生氢氰酸带来的安全隐患。对目标物的化学结构均通过液质及核磁共振进行了表征，证实了与目标物及其中间体的分子结构完全相符合。目前，其合成工艺文献报道较少，在国内也未见规模化生产。试验二：以猪作为动物模型，研究ARG和NCG对妊娠母猪生产性能的影响。VEGF-A、PLGF和eNOS可能在妊娠母猪营养供给作用产生的分子机理中发挥重要作用。提出“ARG-NO-VEGF途径影响母猪胎盘血液供给”的假设。试验选用体重、胎次、年龄、上胎产仔成绩相近的怀孕90天的健康长大母猪27头，随机分成3组：空白对照组、ARG组和NCG组，每组9个重复，每个重复1头，分别饲喂以下三种日粮：基础日粮，基础日粮中添加1%ARG和0.1%NCG。记录各项生产指标，采集胎盘尿囊绒毛膜组织，荧光定量PCR检测VEGF-A、PLGF、eNOS基因表达水平。试验三结果显示：①ARG组和NCG组活仔初生总窝重显著提高（P<0.05），ARG组窝均活仔头数比对照组有提高的趋势（0.05<P<0.1），窝均死胎数显著减低（P<0.05）；②母猪血浆中，试验组NO、VEGF-A和NOS浓度均高于对照组；③试验组ARG和NCG胎盘组织VEGF-A、PLGF、eNOS基因表达量均高于对照组。试验三：50只清洁级昆明小鼠随机分为五组。NCG分别为按2500mg/kg·BW，1250 mg/kg·BW和625 mg/kg·BW作为高、中、低剂量组灌服剂量。另分别设一阳性对照组（环磷酰胺40 mg/kg）和阴性对照组（蒸馏水）。按常规方法（GB15193.7-2003）进行小鼠精子畸形试验。采用连续经口给予受试物5天，从首次给予受试物计第35天颈椎脱臼处死动物，取双侧附睾制片，每只动物计算1000个精子中的畸形数，计算畸形率。试验三结果显示，NCG对小鼠精子无影响，表明N-氨甲酰谷氨酸对生殖细胞无遗传毒性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 N-氨甲酰谷氨酸简介
• 1.2 合成方法综述
• 1.3 精氨酸营养生理功能
• 1.3.1 精氨酸基本性质
• 1.3.2 精氨酸生理功能
• 1.4 内源精氨酸合成及其调控途径
• 1.4.1 NCG 和精氨酸-胎盘对母猪生产性能的影响
• 1.4.2 NCG 内源调控合成精氨酸的优势
• 1.5 VEGF、PLGF 和eNOS 的生理学功能及精氨酸-胎盘的调控
• 1.5.1 NCG-氨基酸类饲料添加剂的研究意义
• 1.5.2 VEGF 和 PLGF 丰富胎盘血管
• 1.5.3 eNOS 促进 NO 生成
• 1.6 N-氨甲酰谷氨酸的研究意义
• 1.6.1 饲料添加剂工业发展状况
• 1.6.2 NCG-氨基酸类饲料添加剂的研究意义
• 1.6.3 日粮添加 NCG 发挥巨大作用
• 1.7 本研究目的、内容及技术路线
• 第二章 N-氨甲酰谷氨酸的合成、表征
• 2.1 NCG 的合成
• 2.2 仪器与试剂
• 2.2.1 仪器
• 2.2.2 试剂
• 2.2.3 说明
• 2.3 试验步骤
• 2.3.1 N-氨甲酰谷氨酸合成方法
• 2.3.2 产品质量检测
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 反应物料比的影响
• 2.4.2 盐酸浓度的影响
• 2.4.3 反应温度的影响
• 2.4.4 反应时间的影响
• 2.4.5 N-氨甲酰谷氨酸结构的表征
• 2.4.6 稳定性试验
• 2.5 结果
• 第三章 NCG 母猪生产性能和胎盘基因表达的影响
• 3.1 材料和方法
• 3.1.1 饲养管理
• 3.1.2 试验动物
• 3.1.3 测定指标与方法
• 3.1.4 样品的收集与处理
• 3.1.5 数据数据处理与统计方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 生产性能
• 3.2.2 血浆 NO 等指标含量
• 3.2.4 实时荧光定量 RT-PCR 分析胎盘组织中三种基因表达
• 3.3 讨论
• 3.3.1 精氨酸和 NCG 对生产性能的影响
• 3.3.2 VEGF 对胎盘-胎儿血液循环的影响
• 3.4 本章小结
• 第四章 毒理学小鼠精子畸形试验
• 4.1 材料
• 4.1.1 试验药物
• 4.1.2 试验动物
• 4.1.3 试剂
• 4.1.4 试验器材
• 4.2 方法
• 4.2.1 给药剂量及给药后取材时间的选择
• 4.2.2 计数方法
• 4.2.3 统计分析
• 4.3 结果
• 4.4 结果评价
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录 A（攻读学位期间已发和待发的论文）
• 附录 B（部分化合物谱图）
• 附录 C（缩写词表）
• 摘要
• ABSTRACT