Formate has been considered as an environmentally sustainable feedstock that can be used to accelerate the production of valuable chemicals. This study presents brief results of the formatotrophic production of Poly-${\beta}$-hydroxybutyric acid (PHB) by Methylobacterium sp. To evaluate the production of PHB, five species of Methylobacteria were tested using formate as the sole carbon and energy source. Methylobacterium chloromethanicum CM4 exhibited the highest productivity of PHB, which showed 1.72 g/L PHB production, 32.4% PHB content, and 0.027 g-PHB/g-formate PHB yield. These results could be used for the formatotrophic production of PHB with the concurrent reduction of $CO_2$ to formate.
A ketone body (acetoacetic acid, β-hydroxybutyric acid, and acetone) increases from blood or urine when bio-energy dependence pays more fatty acid than glucose. However, in case oxidation of fat is greater than the capacity of the citric acid cycle the fatty acid oxidation is made from acetoacetyl CoA to acetoacetate then, again form β-hydroxyburytic acid to acetone, the diffusion take place into the blood. Enzymes that oxidize ketone body in the brain and nerve tissue blood ketone dody is increased during prolonged fasting, brain used it as energy. In this study, we developed the rapid two step derivatization method for sensitive detection of the ketone body by GC-MS/SIM. The plasma was deproteinized and then the hydroxy and carboxyl groups of ketone body are subjected to extraction and drying then, keto-group were derivatized with hydoxylamine at 60℃ for 30 min for oximation. Then it was trimetyl-silylated with BSTFA at 80℃ for 30 min and analyzed using a GC-MS. The linear ranges were in between 0.001 μg/mL and 250 μg/mL for β-hydroxy butyrate, and acetoacetate. The method detection limits were below 0.1 pg over each target compound determined. The mean recoveries (%) of target compounds were ranged from 88.2 % to 92.3 % at 1 µg/mL, from 89.5 % to 94.8 % at 10 μg/mL, with RSD of 6.3-9.4 %. This method could be applied to quantification of ketone bodies which are seen in the keto-acidosis in children and adults from a variety of diseases that cause ketones in the blood and urine.
Ranaraja, Umanthi;Cho, Kwang Hyun;Park, Mi Na;Choi, Tae Jung;Kim, Si Dong;Lee, Jisu;Kim, Hyun Seong;Do, Chang Hee
Korean Journal of Agricultural Science
/
v.43
no.3
/
pp.394-400
/
2016
The objective of this study was to estimate the environmental factors affecting milk ${\beta}$-hydroxybutyric acid (BHBA) and acetone (Ac) concentrations in Holstein cattle. A total of 264,221 test-day records collected from the Korea Animal Improvement Association (KAIA) during the period of 2012 to 2014 were used in this study. Analysis of variance (ANOVA) was performed to determine the factors significantly affecting ketone body concentrations. Parameters considered in the model were season of test, season of calving, parity, lactation stage, and milk collecting time (AM and PM). According to the ANOVA, the $R^2$ for milk BHBA and Ac were 0.5226 and 0.4961, respectively. 'Season of test' showed a considerable influence on ketone body concentration. Least square (LS) means for milk BHBA concentrations was the lowest ($39.04{\mu}M$) in winter while it increased up to $62.91{\mu}M$ in summer. But Ac concentration did not significantly change along with 'season of test'. The means of milk BHBA and Ac concentrations were high at first lactation stage, low around second lactation stage, and then gradually increased. Cows milked in the morning had lower mean BHBA and Ac concentrations ($48.49{\mu}M$ and $121.69{\mu}M$, respectively) in comparison to those milked in the evening ($53.46{\mu}M$ and $130.42{\mu}M$, respectively). The LS means of BHBA and Ac slightly increased over parities. These results suggest that proper maintenance of milk collection, herd management programs, and evaluation of ketone body levels in milk should be considered for the efficient management of resistance to ketosis.
Objective: An experiment was conducted to evaluate the effects of Lonicera japonica extract (LJE) on milk production, rumen fermentation and blood biomarkers of energy metabolism, inflammation and oxidative stress during the perinatal period of Holstein dairy cows. Methods: Eighteen Holstein dairy cows were used in a complete randomized design experiment with 3 dietary treatments and 6 cows per treatment. All cows received the same basal total mixed ration (TMR) including a prepartal diet (1.35 Mcal of net energy for lactation [NEL]/kg of dry matter [DM], 13.23% crude protein [CP]) from -60 d to calving and a postpartal diet (1.61 Mcal of NEL/kg of DM, 17.39% CP) from calving to 30 days in milk (DIM). The 3 dietary treatments were TMR supplemented with LJE at 0 (control), 1 and 2 g/kg DM, respectively. LJE was offered from 21 d before calving to 30 DIM. Dry matter intake (DMI) and milk production were measured daily after calving. Milk and rumen fluid samples were collected on 29 and 30 d after calving. On -10, 4, 14, and 30 d relative to calving, blood samples were collected to analyze the biomarkers of energy metabolism, inflammation and oxidative stress. Results: Compared with control diet, LJE supplementation at 1 and 2 g/kg DM increased DMI, milk yield and reduced milk somatic cell count. LJE supplementation also decreased the concentrations of blood biomarkers of pro-inflammation (interleukin-1β [IL-1β], IL-6, and haptoglobin), energy metabolism (nonesterified fatty acid and β-hydroxybutyric acid) and oxidative stress (reactive oxygen metabolites), meanwhile increased the total antioxidant capacity and superoxide dismutase concentrations in blood. No differences were observed in rumen pH, volatile fatty acid, and ammonia-N (NH3-N) concentrations between LJE supplemented diets and the control diet. Conclusion: Supplementation with 1 and 2 g LJE/kg DM could increase DMI, improve lactation performance, and enhance anti-inflammatory and antioxidant capacities of dairy cows during perinatal period.
Objective: Endoplasmic reticulum (ER) stress engages the unfolded protein response (UPR) that serves as an important mechanism for modulating hepatic fatty acid oxidation and lipogenesis. Chronic fasting in mice induced the UPR activation to regulate lipid metabolism. However, there is no direct evidence of whether negative energy balance (NEB) induces ER stress in the liver of cows. This study aimed to elucidate the relationship between the NEB attributed to feed deprivation and ER stress in bovine hepatocytes. Methods: Blood samples and liver biopsy tissues were collected from 6 non-lactating cows before and after their starvation for 48 h. The blood non-esterified fatty acids (NEFA), β-hydroxybutyric acid (BHBA) and glucose level were analyzed. Real-time quantitative polymerase chain reaction and Western blotting were used to explore the regulation of genes associated with UPR and lipid metabolism. Results: The starvation increased the plasma BHBA and NEFA levels and decreased the glucose level. Additionally, the starvation caused significant increases in the mRNA expression level of spliced X-box binding protein 1 (XBP1s) and the protein level of phosphorylated inositol-requiring kinase 1 alpha (p-IRE1α; an upstream protein of XBP1) in the liver. The mRNA expression levels of peroxisome proliferator-activated receptor alpha and its target fatty acid oxidation- and ketogenesis-related genes were significantly upregulated by the starvation-mediated NEB. Furthermore, we found that the mRNA expression levels of lipogenic genes were not significantly changed after starvation. Conclusion: These findings suggest that in the initial stage of NEB in dairy cows, the liver coordinates an adaptive response by activating the IRE1 arm of the UPR to enhance ketogenesis, thereby avoiding a fatty liver status.
Objective: Endometritis is a major disease, that causes infertility in cattle, and is usually categorized as clinical or subclinical endometritis (SCE). The nutritional condition during the dry period is important for recovery after the last stage of the lactation period, and for postpartum production and reproduction. This study aimed to clarify the relationship between nutritional and metabolic characteristics in the dry period, and the risk of postpartum SCE. Methods: Multiparous Holstein dairy cows (n = 25, raised in a tied stall) were used. Endometrial cytological analysis was performed around 30 days post-partum, with 5% to 14% polymorphonuclear (PMN) as a cut-off point to define SCE. Serum levels of glucose, non-esterified fatty acids, β-hydroxybutyric acid (BHBA), blood urea nitrogen, total cholesterol, aspartate aminotransferase, γ-glutamyl transpeptidase, calcium, phosphorus, and magnesium were measured in the cows at the dry period to evaluate energy status, protein metabolism, and mineral metabolism. Results: The incidence of SCE in the cows was 60.0% (n = 15/25) and the mean PMN% in postpartum cows diagnosed as SCE was 8.05%±2.6%. Overall, 17 and 8 samples were collected from the cows in the far-off and close-up periods, respectively. The serum concentration of BHBA in the far-off period and serum glucose concentration in the closeup period were correlated with postpartum PMN% (r = 0.62, p<0.01; r = -0.74, p<0.05, respectively). Serum levels of calcium and magnesium in the dry period were associated with the incidence of postpartum SCE (healthy vs SCE cows, p<0.05). Conclusion: Blood levels of glucose, BHBA, calcium, and magnesium in dry periods could be useful parameters for predicting the risk of postpartum SCE. The present study also suggests that management in the close-up period is essential for promoting recovery from calving fatigue.
This study was conducted to estimate the genetic parameters of ${\beta}$-hydroxybutyrate (BHBA) and acetone concentration in milk by Fourier transform infrared spectroscopy along with test-day milk production traits including fat %, protein % and milk yield based on monthly samples of milk obtained as part of a routine milk recording program in Korea. Additionally, the feasibility of using such data in the official dairy cattle breeding system for selection of cows with low susceptibility of ketosis was evaluated. A total of 57,190 monthly test-day records for parities 1, 2, and 3 of 7,895 cows with pedigree information were collected from April 2012 to August 2014 from herds enrolled in the Korea Animal Improvement Association. Multi-trait random regression models were separately applied to estimate genetic parameters of test-day records for each parity. The model included fixed herd test-day effects, calving age and season effects, and random regressions for additive genetic and permanent environmental effects. Abundance of variation of acetone may provide a more sensitive indication of ketosis than many zero observations in concentration of milk BHBA. Heritabilities of milk BHBA levels ranged from 0.04 to 0.17 with a mean of 0.09 for the interval between 4 and 305 days in milk during three lactations. The average heritabilities for milk acetone concentration were 0.29, 0.29, and 0.22 for parities 1, 2, and 3, respectively. There was no clear genetic association of the concentration of two ketone bodies with three test-day milk production traits, even if some correlations among breeding values of the test-day records in this study were observed. These results suggest that genetic selection for low susceptibility of ketosis in early lactation is possible. Further, it is desirable for the breeding scheme of dairy cattle to include the records of milk acetone rather than the records of milk BHBA.
Objective: This study was conducted to investigate the differences in several serum adipokines in perinatal dairy cows with type I and II ketosis, and the correlations between these adipokines and the two types of ketosis. Methods: Serum adiponectin (ADP), leptin (LEP), resistin, tumor necrosis factor-α (TNF-α), and interleukin-6 (IL-6) levels, and energy balance indicators related to ketosis were measured. Type I and II ketosis were distinguished by serum glucose (Glu) and Y values and the correlations between adipokines in the two types of ketosis were analyzed. Results: β-Hydroxybutyric acid of type I ketosis cows was significantly negatively correlated with insulin (INS) and LEP and had a significant positive correlation with serum ADP. In type II ketosis cows, ADP and LEP were significantly negatively correlated, and INS and resistin were significantly positively correlated. Revised quantitative INS sensitivity check index (RQUICKI) values had a significantly positive correlation with ADP and had a very significant and significant negative correlation with resistin, TNF-α, and IL-6. ADP was significantly negatively correlated with resistin and TNF-α, LEP had a significantly positive correlation with TNF-α, and a significantly positive correlation was shown among resistin, IL-6, and TNF-α. There was also a significant positive correlation between IL-6 and TNF-α. Conclusion: INS, ADP, and LEP might exert biological influences to help the body recover from negative energy balance, whereas resistin, TNF-α, and IL-6 in type II ketosis cows exacerbated INS resistance and inhibited the production and secretion of ADP, weakened INS sensitivity, and liver protection function, and aggravated ketosis.
An experiment was conducted to determine the effects of two levels of rumen undegradable protein (RUP) without or with whole or extruded flaxseed on milk yield, milk component, milk fatty acids (FAs) profile and plasma metabolites in transition ewes. Three weeks before and after lambing, seventy-two Baluchi ewes were used in a completely randomized design with a 3 × 2 factorial arrangement of treatments. The treatments contained 1) no flaxseed + 20% RUP (no flaxseed, low RUP [NFLR]); 2) no flaxseed + 40% RUP (no flaxseed, high RUP [NFHR]); 3) 10% whole flaxseed + 20% RUP (whole flaxseed, low RUP [WFLR]); 4) 10% whole flaxseed + 40% RUP (whole flaxseed, high RUP [WFHR]); 5) 10% extruded flaxseed + 20% RUP (extruded flaxseed, low RUP [EFLR]), and 6) 10% extruded flaxseed + 40% RUP (extruded flaxseed, high RUP [EFHR]). Ewes fed 10% extruded flaxseed exhibited higher (p < 0.001) dry matter intake (DMI) and colostrum yield (p < 0.1) compared to other treatments. Two types of flaxseed and RUP levels had no significant effect on milk yield, but milk fat and protein contents decreased and increased in diets containing 40% RUP, respectively. Ewes fed extruded flaxseed produced milk with lower concentrations of saturated fatty acids (SFA) and higher α-linolenic and linoleic acids and also polyunsaturated fatty acids (PUFA) compared to other groups (p < 0.05). During post-lambing, the ewes fed diets containing flaxseed exhibited higher concentration of serum non-esterified FAs (NEFA) compared to diets without flaxseed (p < 0.01). The concentration of serum β-hydroxybutyric acid (BHBA) decreased in the diets containing flaxseed types at pre-lambing, but increased in diets containing extruded flaxseed at post-lambing (p < 0.01). The serum glucose concentration of ewes (pre and post-lambing) which consumed diets containing extruded flaxseed or 40% RUP increased, but blood urea concentration was elevated following supplementation of diet with whole flaxseed or 40% RUP (p < 0.001). In conclusion, utilization of 10% extruded flaxseed in the diets of transition ewes had positive effects on animal performance with favorable changes in milk FAs profile. However, there is no considerable advantage to supply more than 20% RUP level in the diet of transition dairy sheep.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.