It is well established that beef fr

It is well established that beef from older cattle is less likely to undergo postmortem
tenderization and is generally less tender than beef from younger animals (Huff-Lonergan,
Parrish, & Robson, 1995). This has been primarily attributed to the amount of collagen crosslinks
in the muscle, which increase with age and result in lower solubility during cooking and
greater strength and toughness (Bailey, 1985; Lepetit, 2007). However, few studies have
investigated other mechanisms which may affect the tenderness of beef from older animals.
One additional factor that may change with age is the calpain system. The calpains
are calcium activated cysteine proteases. Although 15 isoforms of calpain have been
documented, the two ubiquitous conventional calpains, μ- and m- calpain, play a significant
role in skeletal muscle apoptosis, protein turnover, remodeling, myogenesis, and metabolism
(Campbell & Davies, 2012; Goll, Thompson, Li, Wei, & Cong, 2003; Goll, Thompson,
Taylor, & Ouali, 1998; Kar et al., 2010; Zhivotovsky & Orrenius, 2011). These calpains are
named for the required concentrations of calcium for activation (3-50 μM and 400-800 μM
required for half-maximal activity, respectively) (Goll et al., 2003). Both μ- and m-calpain
are composed of two subunits: an 80 kDa catalytic subunit and a 28 kDa regulatory subunit.
A lack of either the 80 kDa m-calpain or the μ- and m-calpain 28 kDa small subunit (S1) is
embryonic lethal in mice, but μ-calpain or calpastatin null mice appear healthy (Azam et al.,
2001; Dutt et al., 2006; Takano et al., 2005; Zimmerman, Boring, Pak, Mukerjee, & Wang,
2000). The majority of postmortem proteolysis and tenderness development during
postmortem storage (or meat aging) is thought to be the result of μ-calpain activation, in part
because calcium concentrations postmortem will generally never reach that needed to
activate m-calpain unless calcium is added to the meat (Geesink, Kuchay, Chishti, &
Koohmaraie, 2006; Koohmaraie, 1992b; Koohmaraie & Geesink, 2006). Additionally, the
108
proteolytic pattern observed when adding μ-calpain directly to myofibrils is very similar to
that seen in postmortem aging of meat (Huff-Lonergan, Mitsuhashi, Beekman et al., 1996).
Indeed, the muscle of μ-calpain knockout mice undergoes very little proteolysis postmortem
when compared to that of wild type mice (Geesink et al., 2006). A muscle-specific calpain,
calpain-3/p94, is also found in skeletal muscle, but has little, if any, known role in
postmortem proteolysis (Gandolfi et al., 2011; Geesink, Taylor, & Koohmaraie, 2005).
The endogenous inhibitor of μ- and m-calpain is calpastatin. Bovine calpastatin is a
76 kDa protein which will migrate much higher (115 kDa) on sodium dodecyl sulfate (SDS)
gels due to its large Stokes radius (Otsuka & Goll, 1987). Each calpastatin molecule contains
a leader (L) domain and four inhibitory domains (I-IV), each of which can inhibit one calpain
molecule (Goll et al., 2003). Inhibitory activity of calpastatin has also provided convincing
evidence for the role of μ-calpain in postmortem proteolysis because the only known
function of calpastatin is to inhibit μ- and m-calpain. Transgenic mice which overexpress
calpastatin have limited postmortem muscle proteolysis, further evidence that calpain is the
primary cause of postmortem protein degradation (Kent, Spencer, & Koohmaraie, 2004).
Calpastatin activity is known to be influenced by species, breed, gender, and other genetic
variants (Koohmaraie, Shackelford, Wheeler, Lonergan, & Doumit, 1995; Morgan, Wheeler,
Koohmaraie, Crouse, & Savell, 1993; Shackelford et al., 1994). For example, sheep
expressing the callipyge phenotype have greater size of specific muscles, and these same
muscles have been observed to have greater calpastatin activity and increased meat toughness
when compared with that of normal sheep (Koohmaraie et al., 1995). Androgenic hormones
may play a major role in calpastatin activity, as demonstrated by increased calpastatin
activity in bulls versus steers (Morgan, Wheeler, Koohmaraie, Crouse et al., 1993; Morgan,
109
Wheeler, Koohmaraie, Savell, & Crouse, 1993). This difference in calpastatin activity has
been associated with the greater toughness seen in bull meat (Morgan, Wheeler, Koohmaraie,
Savell et al., 1993). From a species standpoint, post rigor calpastatin activity is greater in
muscle from Bos indicus compared to Bos taurus cattle species (G Whipple et al., 1990).
These differences have been shown to result in longer postmortem aging requirements in
beef from Bos indicus influenced cattle in order to achieve similar levels of tenderness when
compared to beef from Bos taurus cattle (Casas et al., 2006; G Whipple et al., 1990). Finally,
calpastatin activity and subsequent meat toughness may also be increased by the use of
exogenous compounds, such as β-agonists used as growth promotants (Koohmaraie,
Shackelford, Mugglicockett, & Stone, 1991; Wheeler & Koohmaraie, 1992).
Several studies have documented the effect of animal age on calpains and calpastatin,
finding that calpastatin activity decreases with age. However, these studies have generally
used animals that are still considered “young” (Northcutt, Pringle, Dickens, Buhr, & Young,
1998; Ou & Forsberg, 1991; Ou, Meyer, & Forsberg, 1991; Veiseth, Shackelford, Wheeler,
& Koohmaraie, 2004). Therefore, there is a gap in the knowledge regarding calpastatin
activity in muscles from cattle that are different ages. Studies which have examined the effect
of advanced maturity have typically looked at disease states such as sarcopenia, where
calpastatin expression and inhibitory activity against m-calpain are decreased (Dargelos et
al., 2007). Calpain activity also appears to be increased in the sarcopenic state, which is
related to both calpastatin expression and less nitrosylation of m-calpain and caspase-3
(Samengo et al., 2012).
Calpain and calpastatin activities also differ across muscles, likely due to differing
turnover rates between muscles (Stolowski et al., 2006; G. Whipple & Koohmaraie, 1992).
110
For example, muscles with a more oxidative fiber type generally have greater calpain and
calpastatin activities compared to those which are more glycolytic (G. Whipple &
Koohmaraie, 1992). Additionally, muscles may change with age in their calpastatin activity
at different rates. For instance, in 5 to 17 week old turkeys, calpastatin activity from breast
muscle had reached its greatest level at 5 weeks of age and declined thereafter, whereas
calpastatin from thigh muscle activity increased through 17 weeks of age (Northcutt et al.,
1998).
The roles that μ-calpain, m-calpain, and calpastatin play in muscle growth and protein
turnover provide compelling reasons to investigate how the calpain proteases and their
inhibitor affect muscle from animals in growing and mature stages of development. Calpain
and calpastatin involvement in postmortem proteolysis and tenderization of beef provide
further incentive to investigate these possible differences. The objective of this project
therefore was to determine the extent to which muscle and growth stage of beef cattle
contribute to variation in the calpain system, including μ-calpain, m-calpain, and calpastatin.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

มันดีสำเร็จว่าเนื้อจากวัวอายุน้อยมีแนวโน้มจะรับ postmortem
tenderization และโดยทั่วไปชำระเงินน้อยกว่าเนื้อจากสัตว์อายุน้อยกว่า (Huff-โล,
Parrish &แต่ 1995) นี้ได้ถูกหลักบันทึกจำนวนคอลลาเจน crosslinks
ในกล้ามเนื้อ ซึ่งเพิ่มขึ้นกับอายุ และทำละลายต่ำระหว่างอาหาร และ
ความแข็งแรงมากขึ้นและนึ่ง (Bailey, 1985 Lepetit, 2007) อย่างไรก็ตาม มีการศึกษาน้อย
ตรวจสอบกลไกอื่น ๆ ที่อาจมีผลต่อการเจ็บเนื้อจากสัตว์เก่า
ระบบ calpain เป็นปัจจัยหนึ่งที่เพิ่มเติมซึ่งอาจเปลี่ยนแปลงอายุการ Calpains
ได้ proteases cysteine แคลเซียมที่เรียกใช้งาน แม้ว่า isoforms 15 ของ calpain ได้
เอกสาร สองแพร่หลายทั่วไป calpains Μ - และ m-calpain เล่นเป็นสำคัญ
บทบาทในกล้ามเนื้ออีก apoptosis การหมุนเวียนของโปรตีน ปรับปรุง myogenesis และเผาผลาญ
(Campbell &เดวีส์ 2012 Goll ทอมป์สัน Li, Wei & คอ 2003 Goll ทอมป์สัน,
เทย์เลอร์ & Ouali, 1998 Kar et al., 2010 Zhivotovsky & Orrenius, 2011) Calpains เหล่านี้มี
ชื่อสำหรับความเข้มข้นที่ต้องการของแคลเซียมสำหรับการเรียกใช้ (3-50 μM และ 400-800 μM
จำเป็นสำหรับกิจกรรมครึ่งสูงสุด ตามลำดับ) (Goll et al., 2003) ทั้งμ - และ m-calpain
ประกอบด้วย 2 subunits: ย่อยเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา 80 kDa และเป็น 28 kDa ข้อบังคับย่อย
ขาด 80 kDa m-calpain หรือที่μ - และ m-calpain 28 kDa เล็กย่อย (S1) เป็น
ตัวอ่อนยุทธภัณฑ์ในหนู แต่หนูเป็น null μ calpain หรือ calpastatin เพื่อสุขภาพ (ครัว et al.,
2001 Al. Dutt ร้อยเอ็ด 2006 Takano et al., 2005 Zimmerman น่าเบื่อ ปาก Mukerjee & วัง,
2000) ส่วนใหญ่พัฒนา postmortem proteolysis และเจ็บระหว่าง
postmortem เก็บ (หรืออายุเนื้อ) เป็นความคิดที่เป็น ผลของการเปิดใช้งานμ calpain บางส่วน
เนื่องจากความเข้มข้นแคลเซียม postmortem จะโดยทั่วไปไม่ถึงที่ต้อง
เรียกใช้ m-calpain ยกเว้นแคลเซียมเพิ่มเนื้อ (Geesink, Kuchay Chishti &
Koohmaraie, 2006 Koohmaraie, 1992b Koohmaraie & Geesink, 2006) นอกจากนี้
108
รูป proteolytic สังเกตเมื่อเพิ่มμ-calpain ตรง myofibrils เป็นคล้าย
ที่เห็นในอายุ postmortem เนื้อ (Huff-โล Mitsuhashi โรงแรมบีคแมน et al., 1996) .
จริง กล้ามเนื้อของหนูน่าพิศวงμ-calpain ทนี้ postmortem proteolysis เล็ก
เมื่อเปรียบเทียบกับหนูป่าชนิด (Geesink et al., 2006) เป็นกล้ามเนื้อเฉพาะ calpain,
calpain-3/p94 นอกจากนี้ยังพบในกล้ามเนื้ออีก แต่มีน้อย ถ้ามี รู้จักบทบาทใน
proteolysis postmortem (Gandolfi et al., 2011 Geesink เทย์เลอร์ & Koohmaraie, 2005) .
ผล endogenous ของμ - และ m-calpain เป็น calpastatin Calpastatin วัวเป็นการ
โปรตีน kDa 76 ซึ่งจะย้ายสูง (115 kDa) บน dodecyl โซเดียมซัลเฟต (SDS)
เจเนื่องจากรัศมีของสโตกส์ขนาดใหญ่ (โอสึกะ& Goll, 1987) แต่ละโมเลกุล calpastatin ประกอบด้วย
ผู้นำ (L) โดเมนและโดเมนลิปกลอสไข 4 (I-IV), ซึ่งสามารถยับยั้ง calpain หนึ่ง
โมเลกุล (Goll et al., 2003) ลิปกลอสไขกิจกรรมของ calpastatin ยังให้หลอกลวง
หลักฐานสำหรับบทบาทของμ-calpain ใน postmortem proteolysis เนื่องจากรู้จักกันเฉพาะ
ฟังก์ชัน calpastatin จะยับยั้งμ - และ m-calpain หนูถั่วเหลืองซึ่ง overexpress
calpastatin มีจำกัด proteolysis postmortem กล้ามเนื้อ เพิ่มเติม หลักฐาน calpain นั้นเป็นการ
สาเหตุหลักของการย่อยสลายโปรตีน postmortem (Kent สเปนเซอร์ & Koohmaraie, 2004)
Calpastatin กิจกรรมเป็นที่รู้จักกันมีผลมาจากสายพันธุ์ สายพันธุ์ เพศ และพันธุกรรมอื่น ๆ
ย่อย (Koohmaraie, Shackelford ล้อ โล & Doumit, 1995 มอร์แกน ล้อ,
Koohmaraie, Crouse & Savell, 1993 Shackelford et al., 1994) ตัวอย่าง แกะ
แสดง callipyge phenotype มีมากกว่าขนาดของกล้ามเนื้อเฉพาะ และเหล่านี้เหมือนกัน
กล้ามเนื้อมีการสังเกตมีกิจกรรม calpastatin มากขึ้น และเพิ่มเนื้อนึ่ง
เมื่อเปรียบเทียบกับของแกะปกติ (Koohmaraie และ al., 1995) ฮอร์โมน androgenic
อาจมีบทบาทสำคัญในกิจกรรม calpastatin เป็นโดยเพิ่ม calpastatin
กิจกรรมในวัวกับสำเร็จ (มอร์แกน ล้อ Koohmaraie, Crouse et al., 1993 มอร์แกน,
109
ล้อ Koohmaraie, Savell & Crouse, 1993) ความแตกต่างนี้ในกิจกรรม calpastatin
ถูกเชื่อมโยงกับนึ่งมากกว่าที่เห็นในเนื้อวัว (มอร์แกน ล้อ Koohmaraie,
Savell et al., 1993) จากการมองของสายพันธุ์ ไปรษณีย์ rigor calpastatin กิจกรรมมีมากกว่าใน
กล้ามเนื้อจากบอสหม้อเมื่อเทียบกับบอสพันธุ์วัวทอรัส (G วิพเพิล et al., 1990)
ความแตกต่างเหล่านี้ได้รับการแสดงผลในความต้องการต่ออายุหนี้ postmortem ใน
เนื้อจากบอสหม้อผลวัวเพื่อให้บรรลุระดับคล้ายของเจ็บเมื่อ
เมื่อเทียบกับเนื้อจากวัวราศีพฤษภบอส (Casas et al., 2006 G วิพเพิล et al., 1990) สุดท้าย,
กิจกรรม calpastatin และต่อมาเนื้อนึ่งอาจจะเพิ่มขึ้น โดยการใช้
สารบ่อย เช่นβ-agonists ใช้ promotants เติบโต (Koohmaraie,
Shackelford, Mugglicockett &หิน 1991 &ล้อ Koohmaraie, 1992)
หลายการศึกษาได้จัดทำเอกสารผลของอายุสัตว์ calpains และ calpastatin,
หาที่ calpastatin กิจกรรมลดอายุ อย่างไรก็ตาม การศึกษาเหล่านี้ได้โดยทั่วไป
ใช้สัตว์ที่ยังถือว่า "ยัง" (Northcutt, Pringle ดิคเก้น Buhr &หนุ่ม,
1998 Ou & Forsberg, 1991 Ou, Meyer & Forsberg, 1991 Veiseth, Shackelford ล้อ,
& Koohmaraie, 2004) ดังนั้น มีช่องว่างในความรู้เกี่ยวกับ calpastatin
กิจกรรมในกล้ามเนื้อจากวัวที่มีอายุแตกต่างกัน ซึ่งได้ตรวจสอบผลการศึกษา
ครบกำหนดอายุขั้นสูงโดยทั่วไปจะมองที่อเมริกาโรคเช่น sarcopenia ที่
นิพจน์ calpastatin และลิปกลอสไขกิจกรรมกับ m-calpain จะลดลง (Dargelos et
al., 2007) กิจกรรม Calpain ยังปรากฏที่จะเพิ่มในรัฐ sarcopenic ซึ่งเป็น
ที่เกี่ยวข้อง กับนิพจน์ทั้งสอง calpastatin และน้อย กว่า nitrosylation ของ m-calpain และ caspase-3
(Samengo et al., 2012)
Calpain และ calpastatin แตกต่างกันระหว่างกล้ามเนื้อ อาจเนื่องจากความขัดแย้งยัง
อัตราหมุนเวียนระหว่างกล้ามเนื้อ (Stolowski และ al., 2006 &วิพเพิล G. Koohmaraie, 1992)
110
ตัว กล้ามเนื้อชนิดไฟเบอร์มี oxidative โดยทั่วไปมีมากกว่า calpain และ
calpastatin กิจกรรมเปรียบเทียบกับผู้ที่ขึ้น glycolytic (&วิพเพิล G.
Koohmaraie, 1992) นอกจากนี้ กล้ามเนื้ออาจเปลี่ยนอายุในกิจกรรมของ calpastatin
ราคาแตกต่างกันได้ ตัวอย่าง ในไก่งวง 5 กับ 17 สัปดาห์เก่า กิจกรรม calpastatin จากเต้านม
ถึงระดับสูงสุดที่อายุ 5 สัปดาห์ และลดลงหลังจากนั้น ในขณะที่กล้ามเนื้อ
calpastatin จากกิจกรรมที่กล้ามเนื้อต้นขาเพิ่มขึ้นถึง 17 สัปดาห์อายุ (Northcutt et al.,
1998) .
บทบาทที่เล่นในกล้ามเนื้อและโปรตีนμ calpain, m-calpain และ calpastatin
หมุนเวียนให้เหตุผลที่น่าจะตรวจสอบว่า calpain proteases และนัก
ผลมีผลต่อกล้ามเนื้อจากสัตว์ในระยะเจริญเติบโต และเติบโตพัฒนา Calpain
และมีส่วนร่วม calpastatin postmortem proteolysis และ tenderization เนื้อให้
จูงใจเพื่อตรวจสอบความแตกต่างเหล่านี้สามารถเพิ่มเติม วัตถุประสงค์ของโครงการนี้
จึง ได้กำหนดขอบเขตระยะที่กล้ามเนื้อและการเจริญเติบโตของวัวเนื้อ
นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในระบบ calpain μ-calpain, m-calpain และ calpastatinrequired for half-maximal activity, respectively) (Goll et al., 2003). Both μ- and m-calpain
are composed of two subunits: an 80 kDa catalytic subunit and a 28 kDa regulatory subunit.
A lack of either the 80 kDa m-calpain or the μ- and m-calpain 28 kDa small subunit (S1) is
embryonic lethal in mice, but μ-calpain or calpastatin null mice appear healthy (Azam et al.,
2001; Dutt et al., 2006;

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

มันก็ขึ้นว่าเนื้อวัวจากวัวที่มีอายุมากกว่ามีแนวโน้มที่จะได้รับการชันสูตรศพ
tenderization และอ่อนโยนโดยทั่วไปน้อยกว่าเนื้อจากสัตว์ที่น้อง ( จริงๆ โลเนอร์แกน
พาร์ริช & , ร็อบสัน , 1995 ) นี้ได้รับเป็นหลัก ประกอบกับปริมาณของคอลลาเจนเกิด
ในกล้ามเนื้อ ซึ่งเพิ่มขึ้นตามอายุ และส่งผลในการลดการละลายในระหว่างการปรุงอาหารและ
ความแข็งแรงมากขึ้นและมีความเหนียว ( Bailey , 1985 ; lepetit , 2007 ) อย่างไรก็ตาม มีการศึกษาน้อย
ศึกษากลไกอื่น ๆที่อาจมีผลต่อความนุ่มของเนื้อจากสัตว์เก่า .
อีกหนึ่งปัจจัยที่อาจเปลี่ยนแปลงตามอายุ คือ ระบบคาล . การ calpains
เป็นกรดอะมิโนแคลเซียมใช้งานคุณค่าทางอาหาร แม้ว่า 15 ไอโซฟอร์มของเพนได้
เอกสาร สอง calpains แพร่หลายทั่วไป ,μ - M - คาล , มีบทบาทสำคัญในโครงสร้างของกล้ามเนื้อโปรตีน (
, การหมุนเวียน , การเปลี่ยนแปลง myogenesis การเผาผลาญ
( แคมป์เบลล์&เดวีส์ , 2012 ; goll ธอมสัน หลี่ เว่ย &กง , 2003 ; goll ธอมสัน
เทย์เลอร์ & ouali , 1998 ; การ์ et al . , 2010 ; zhivotovsky & orrenius , 2011 ) calpains เหล่านี้
ชื่อที่ต้องการความเข้มข้นของแคลเซียมสำหรับการกระตุ้น ( 3-50 μ 400-800 μ M
Mที่จำเป็นสำหรับกิจกรรมครึ่งสูงสุดตามลำดับ ) ( goll et al . , 2003 ) ทั้งμ - m-calpain
จะประกอบด้วยสองหน่วยย่อย : 80 kDa แลมดาและ 28 kDa บังคับ 1 .
ขาดทั้ง 80 กิโล m-calpain หรือμ - m-calpain 28 kDa เล็ก subunit ( S1 )
ตัวอ่อนตายในหนู แต่μ - คาล calpastatin ปรากฏสุขภาพ ( หรือหนูใน Azam et al . ,
2001 ดัต et al . , 2006 ;ทาคาโนะ et al . , 2005 ; Zimmerman , น่าเบื่อ , ปาก , mukerjee &
, วัง , 2000 ) โปรตีโ ลซิสส่วนใหญ่เสียชีวิตและการพัฒนาพิศวาสระหว่าง
หลังกระเป๋า ( หรือเนื้อสัตว์ที่ผู้สูงอายุจะคิดว่าเป็นผลของการกระตุ้นμ - คาล ส่วนหนึ่งเพราะความเข้มข้นแคลเซียมการชันสูตรศพ
โดยทั่วไปจะไม่ไปว่าต้องการเปิดใช้งาน

m-calpain เว้นแต่แคลเซียมเพิ่มเนื้อ ( geesink kuchay , ,จิษฎี&
, koohmaraie , 2006 ; koohmaraie 1992b ; koohmaraie , & geesink , 2006 ) นอกจากนี้ ,

ระ 108 รูปแบบสังเกตเมื่อเพิ่มμ - คาลตรงไมโอไฟบริลจะคล้ายกันมาก

ที่เห็นในการชันสูตรศพอายุเนื้อ ( โกรธ โลเนอร์แกน mitsuhashi , ที่อยู่อาศัย , et al . , 1996 ) .
แน่นอน กล้ามเนื้อของμ - เพนน็อกหนูผ่านน้อยมาก หลังจาก
โปรตีโ ลซิสเมื่อเทียบกับที่ของหนูชนิดป่า ( geesink et al . , 2006 ) กล้ามเนื้อเฉพาะคาล
, calpain-3 / p94 , นอกจากนี้ยังพบในกล้ามเนื้อลาย แต่ได้น้อย ถ้าใด ๆ ที่รู้จักในบทบาท
การชันสูตรศพโปรตีโ ลซิส ( gandolfi et al . , 2011 ; geesink เทย์เลอร์ & koohmaraie , 2005 ) .
และโครงสร้างของμ - m-calpain เป็น calpastatin . calpastatin
วัวคือ