甜菜堿又名三甲基甘氨酸， 分子式為C5H11NO2， 分子量117.15，屬季胺類生物堿。甜菜堿純品為白色晶體，有甜味和特殊的蛋白質(zhì)味，甜菜堿的分子結(jié)構(gòu)具有獨特性，一是電荷在分子內(nèi)的分布呈中性，二是它含有三個活性甲基，這種結(jié)構(gòu)上的特殊性決定了甜菜堿的性質(zhì)和在動物營養(yǎng)代謝上的獨特功能。

甲基是動物體內(nèi)各種物質(zhì)代謝不可缺少的重要物質(zhì)，動物本身幾乎不能合成甲基，必須由飼料供給。甜菜堿是有效的甲基供體，它的三個甲基基團(tuán)都可作為有效的活性甲基。其中一個使高半胱氨酸甲基化，形成內(nèi)源蛋氨酸和二甲基苷氨酸，內(nèi)源蛋氨酸通過形成Ｓ－腺苷蛋氨酸釋放甲基，二甲基甘氨酸通過釋放甲基形成５－甲基四氫葉酸，而５－甲基四氫葉酸又是高半胱氨酸合成蛋氨酸的甲基供體。甜菜堿就是通過甜菜堿－高半胱氨酸甲基轉(zhuǎn)移反應(yīng)，參與蛋白質(zhì)、脂肪等物質(zhì)的代謝，在神經(jīng)系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)中起重要作用。

雖然蛋氨酸也能提供甲基，但是機(jī)體通過動用蛋氨酸來提供甲基的前提條件是沒有足夠數(shù)量的甜菜堿或膽堿來供應(yīng)活性甲基。換言之，如果甜菜堿或膽堿能提供充足的活性甲基，機(jī)體就可以節(jié)約更多的蛋氨酸參加包括蛋白質(zhì)合成在內(nèi)的其它代謝活動。而蛋氨酸也必須經(jīng)甲基循環(huán)轉(zhuǎn)變成S-腺苷蛋氨酸，才能作為甲基供體。所以，甜菜堿是通過二個途徑節(jié)約蛋氨酸：一是作為甲基供體，替代蛋氨酸的供甲基作用；二是通過甲基化反應(yīng)合成內(nèi)源性蛋氨酸。

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