RESUMEN
Abstract Background: Dietary linoleic (LA) and alpha-linolenic (LN) acids are extensively isomerized and hydrogenated by rumen microbes, and this activity can further contribute to the fatty acid profile of ruminant- derived food products. Objective: To evaluate the effects of LA:LN ratio in lipid supplements on the rumen biohydrogenation kinetics of LA and LN, as well as on the trans-vaccenic acid (VA) production, using an in vitro system. Methods: Rumen fluid was collected from a fistulated steer, diluted with incubation buffer, and then incubated with 500 mg of kikuyu grass (Cenchrus clandestinus) supplemented with 16.3 mg of different LA:LN mixtures (100:0, 75:25, 50:50, 25:75 or 0:100). Incubations were performed in triplicate for a period of 0, 2, 4, 6, 8 or 16 hours. Differences between treatments were evaluated in a completely randomized design. Alternatively, computational chemistry was used to determine the changes in the Gibbs free energy (ΔGrxn) at 39 °C for the principal steps of LA and LN ruminal biohydrogenation. Results: Partial replacement of LA by LN decreased the VA concentration and its accumulation rate; it also increased the stearic acid concentration and the rates of transfer from LA to conjugated linoleic acid (CLA), and from CLA to VA. The conversion from CLA to VA (ΔGrxn = -2.65 kJ/mol) was more spontaneous than that from trans-11, cis-15 octadecadienoic acid (TA) to VA (ΔGrxn = -0.29 kJ/mol). Conclusion: The LA:LN ratio in lipids can modulate LA and LN biohydrogenation (BH) kinetics, as well as the VA production in the rumen.
Resumen Antecedentes: los ácidos linoleico (LA) y alfa-linolénico (LN) de la dieta son extensivamente isomerizados y biohidrogenados por los microorganismos ruminales, lo cual puede contribuir al perfil de ácidos grasos de los productos derivados de rumiantes. Objetivo: evaluar el efecto de la relación LA:LN en suplementos lipídicos sobre la cinética de biohidrogenación ruminal del LA y LN, como también sobre la producción del ácido trans-vaccénico (VA), usando un sistema in vitro. Métodos: se colectó fluido ruminal de un toro fistulado, el cual fue diluido con buffer de incubación y posteriormente incubado con 500 mg de pasto kikuyo (Cenchrus clandestinus) suplementado con 16,3 mg de diferentes mezclas de LA:LN (100:0, 75:25, 50:50, 25:75, o 0:100). Las incubaciones fueron desarrolladas en triplicado durante 0, 2, 4, 6, 8 o 16 horas. Diferencias entre tratamientos fueron evaluadas mediante un modelo completamente al azar. Alternativamente, se determinaron los cambios en energía libre de Gibbs ( Δ Grxn) a 39 °C para los pasos principales de la biohidrogenación del LA y LN, usando química computacional. Resultados: la sustitución parcial de LA por LN disminuyó la concentración de VA y su tasa de acumulación, como también incrementó la concentración de ácido esteárico y las tasas de transferencia de LA para ácido linoleico conjugado (CLA) y de CLA para VA. La conversión de CLA para VA ( Δ Grxn = -2,65 kJ/mol) fue más espontánea que la conversión del ácido trans-11, cis-15 octadecadienóico (TA) para VA ( Δ Grxn = -0,29 kJ/mol). Conclusiones: la relación LA:LN en lípidos puede modular la cinética de biohidrogenación (BH) del LA y LN y la producción de VA en el rumen.
Resumo Antecedêntes: o ácido linoleico (LA) e alfa-linolênico (LN) da dieta, são extensivamente isomerizados e biohidrogenados pelos microorganismos do rúmen, o que pode contribuir ao perfil de ácidos graxos dos produtos derivados de ruminantes. Objetivo: avaliar o efeito da relação LA:LN em suplementos lipídicos sobre a cinética de biohidrogenação ruminal do LA e LN como também sobre a produção do ácido trans- vaccênico (VA), utilizando um sistema in vitro. Métodos: coletou-se fluido ruminal de um novilho fistulado, o qual foi diluído com tampão de incubação e, em seguida, incubado com 500 mg de pasto kikuyu (Cenchrus clandestinus) suplementado com 16,3 mg de diferentes misturas LA:LN (100:0, 75:25 , 50:50, 25:75 ou 0:100). As incubações foram desenvolvidas em triplicata, durante 0, 2, 4, 6, 8 ou 16 horas. Diferenças entre tratamentos foram avaliadas utilizando-se um delineamento inteiramente casualizado. Alternativamente, foram determinadas as mudanças em energia livre de Gibbs ( Δ Grxn) a 39 °C para as principais etapas da biohidrogenação do LA e LN, utilizando-se química computacional. Resultados: a substituição parcial de LA por LN diminuiu a concentração de VA e sua taxa de acumulação, como também aumentou a concentração de ácido esteárico e as taxas de transferência do LA para o ácido linoleico conjugado (CLA) e do CLA para VA. A conversão do CLA para VA ( Δ Grxn = -2,65 kJ/ mol) foi mais espontânea que a conversão do ácido trans-11, cis-15 octadecadienóico (TA) para VA ( Δ Grxn = -0,29 kJ/mol). Conclusões: a relação LA:LN em lipídeos pode modular a cinética de biohidrogenação (BH) do LA e LN e a produção de VA no rúmen.
RESUMEN
We introduced a method to characterize quantitatively the molecular electrostatic potential (MEP) of the minor and major grooves of base pairs located at nucleic acid double helices. By means of a radial MEP scan, we obtained a n-tuple of potential values corresponding to each groove, which can be analyzed by plotting the MEP values as a function of the angle in the radial scan. We studied base pairs of two different tRNAs, relevant in the recognition process with their cognate aminoacyl tRNA synthetases (aaRSs), in order to correlate their electrostatic behavior with the corresponding aminoacylation activity. We analyzed the first three base pairs of the Escherichia coli tRNA(Ala) acceptor stem, finding several cases where the MEP profiles obtained from the plots are in agreement with the reported aminoacylation activities. Additionally, a non-hierarchical clustering performed over the MEP n-tuples resulted in meaningful classifications that correlate with the activity and with the predicted stereochemistry of the reaction. We also studied the first two base pairs of the E. coli tRNA(Thr) acceptor stem but constraining the analysis to the angle intervals that seem relevant for the binding sites of the enzyme. These intervals were deduced from the ThrRS-tRNA(Thr) complex crystal structure. In this case, we also found a good agreement between the MEP profiles and the activity, supporting the idea that the tRNA identity elements function is to allow an optimal electrostatic complementarity between the aminoacyl-tRNA synthetase and the tRNA.
