酶解复合氨基酸对果蝇寿命及繁殖力的影响

武金霞，徐新霞，任磊，张贺迎

（1.河北大学 生命科学学院，河北 保定 071002；2.河北大学 生物技术研究中心，河北 保定 071002）

氨基酸是组成蛋白质的基本单元，是机体重要的营养物质，具有极其重要的生理作用［1］.复合氨基酸可以为各种蛋白质合成及利用能力低下的患者提供重要氮素补充［2－3］，具有巨大的市场需求.目前，复合氨基酸多由植物饼粕经脱毒、酸水解、精制等工艺制成［4］，酸水解法虽然水解彻底，产率高，但环境污染严重，产生难以去除的有毒副产物［5］，使酸解法生产复合氨基酸越来越受到限制.本实验室采用添加酿造激活剂的技术使米曲霉发酵豆粕［6－7］，利用米曲霉自身分泌的蛋白酶系，分解大豆蛋白形成游离氨基酸和少量小肽，称为酶解复合氨基酸.酶解复合氨基酸不含三氯丙醇，无任何化学试剂残留，相对于化学法生产的复合氨基酸更加安全.本文拟以果蝇（Drosophila melanogaster）为实验动物［8］，研究其在延缓衰老及增强繁殖力方面的作用，为开发应用提供参考依据.

1 试剂与材料

酶解复合氨基酸：由本实验室制备；实验动物：野生型果蝇，由河北大学遗传学实验室提供.

2 方法与结果

2.1 酶解复合氨基酸的制备

以纯豆粕为原料，接种一定比例的米曲霉，添加一定量的激活剂，在最优条件下培养成曲.将定量的成曲与一定比例的温水混合，恒温水浴数天，利用米曲霉自身分泌的多种蛋白酶对豆粕进行酶解.经除杂纯化等工艺处理，得到酶解复合氨基酸，其中氨基酸质量浓度40g／L，肽质量浓度5g／L.

图1 果蝇生存曲线Fig.1 Survival curve of Drosophila melanogaster

2.2 果蝇的分组及饲喂

将辨别雌雄后的320只果蝇随机分为4组，每组设3个平行.对照组饲喂基础培养基（水100mL，玉米粉11.4g，蔗糖8.8g，琼脂粉11.5g，酵母片9.5g，丙酸0.7mL）.其余3个实验组的培养基中加入酶解复合氨基酸，酶解复合氨基酸的终质量浓度分别为2，4和8g／L.（25±1）℃恒温条件下饲养，每9d更换1次培养基.

2.3 观察与统计

每天定时观察记录果蝇死亡数目，直到果蝇全部死亡为止.规定每组中最后5只死亡果蝇的寿命的平均数为该组的最高寿命；每组全部果蝇死亡的天数的平均数为该组的平均寿命；每组中前半数果蝇存活天数的平均数为半数死亡期［9］；将10对雌雄果蝇放入含有相应培养基的培养瓶内培养，在子蝇即将孵化出来之前移除亲本，记录原培养瓶内化蛹数目，统计蛹羽化的F1子代果蝇成虫数量［10］.以F1子代果蝇个体数量作为测定繁殖力的指标.

2.4 数据处理

用SPSS 11.0软件处理数据，各组均数间差异采用LSD－t检验进行分析.记录P 值，并以P＜0.05表示有显著差异，P＜0.01表示有极显著差异.

2.5 结果

由表1 可知，酶解复合氨基酸能显著延长果蝇的平均寿命、半数死亡期和最高寿命.图1 显示，酶解复合氨基酸能使果蝇的生存曲线中部和尾部明显右移，且中质量浓度组使曲线右移幅度最大，其次是低质量浓度组，高质量浓度组的效果最不明显.本实验条件下，酶解复合氨基酸的延寿作用无明显的量效关系.

表1 复合氨基酸对果蝇寿命的影响Tab.1 Effect of compound amino acids on Drosophila melanogaster life－span

表1 复合氨基酸对果蝇寿命的影响Tab.1 Effect of compound amino acids on Drosophila melanogaster life－span

与对照组相比，＊P＜0.05，＊＊P＜0.01.

组别 数量／只 半数死亡期／d 半数死亡期延寿率／% 平均寿命／d 平均寿命延寿率／% 最高寿命／d 最高寿命延寿率／%对照组 80 30.80±5.56 — 38.29±9.66 — 54.40±1.96—低质量浓度组 80 32.53±6.00 5.60 44.15±13.62＊ 15.31 66.00±1.70＊ 21.32中质量浓度组 80 34.28±6.19＊ 11.28 48.44±16.67＊＊ 26.51 76.10±2.56＊＊ 39.89高质量浓度组 80 31.55±5.36 2.44 42.71±11.45 11.56 60.20±2.35＊10.66

表2表明，与对照组比较，不同质量浓度酶解复合氨基酸均能够增加果蝇的子代数量，中质量浓度组能极显著地增加F1子代果蝇成虫数（P＜0.01），表明酶解复合氨基酸对果蝇的繁殖能力具有较强的促进作用.

表2 复合氨基酸对果蝇繁殖力的影响Tab.2 Effect of compound amino acids on Drosophila melanogaster fertility

表2 复合氨基酸对果蝇繁殖力的影响Tab.2 Effect of compound amino acids on Drosophila melanogaster fertility

与对照组相比，＊P ＜0.05，＊＊P＜0.01.

组别 F1／只 增殖率／%对照组 102.00±4.24 —低质量浓度组 155.00±7.07＊ 51.96中质量浓度组 197.50±4.95＊＊ 94.12高质量浓度组 150.00±4.24＊ 47.06

3 讨论

酶解复合氨基酸含有4 0g／L混合氨基酸，营养丰富，且含有一定量蛋白质部分降解形成的寡肽，文献报道，许多寡肽具有高效的抗氧化活性［11］，可有效清除自由基，减缓体内自由基引起的损伤从而延缓老化.饲喂各质量浓度酶解复合氨基酸的实验组果蝇的平均寿命、半数死亡期和最高寿命均比对照组有不同程度的延长.中质量浓度组延长效果极显著，而高质量浓度酶解复合氨基酸效果最差，可能是因为高质量浓度酶解复合氨基酸所含的营养成分超过了果蝇的有效耐受范围，过多的酶解复合氨基酸对果蝇的生理代谢造成不利影响，因而减弱了酶解复合氨基酸的延寿作用.而低质量浓度酶解复合氨基酸的延寿效果低于中质量浓度，在该剂量与中质量浓度之间是否存在量效关系，有待进一步研究.

此外，各质量浓度酶解复合氨基酸均能增加果蝇子代数量，幼虫和成虫均较强壮.但对子代的性比并无影响，雌雄比接近1:1.给药组果蝇子代的发育周期明显缩短，由对照组的13d缩短为10d，这可能由于酶解复合氨基酸中含有丰富的氨基酸、米曲霉生长合成的多种维生素、UGF（未知生长因子）等活性物质有关.饲喂酶解复合氨基酸可为亲本成蝇提供更丰富的自身生长及合成卵的营养物质，从而提高产卵数量，另一方面也为子代的生长发育提供丰富的营养物质或生长因子，缩短卵发育至成虫的时间.

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