Protein metabolism in mice selected for high carcass protein content or high body weight

Summary Protein turnover, efficiency of growth and body composition were investigated in N balance experiments with growing male mice (26‐36 days of age) which were long‐time selected for high carcass protein amount (DU‐6P) or for high body weight (DU‐6) and in the unselected randomly bred control (DU‐Ks). In total 12 mice per line were housed singly in metabolic cages and had free access to a commercial stock diet (crude protein 267 g, gross energy 19 MJ/kg dry matter). N balance, whole body protein synthesis (PS, end‐product method, single dose of 15 N‐labelled amino‐acid mixture), fractional myofibrillar muscle breakdown rate (FBR, 3‐methylhistidine method) and N distribution in the body were measured. Additionally, the maintenance nitrogen requirement (MNR) and the maximum possible rate of N accretion (MNA) of the different lines was estimated after feeding semi‐synthetic diets with increasing protein levels. Body weight of both selection lines was about twice that of the control mice at the same age. The DU‐6P mice synthesized and deposited more protein and less fat per unit metabolic BW, than the DU‐6 mice did. However, scaled to the corresponding body protein pools, the rates of protein synthesis were not significantly different between both selection lines in contrast to the deposition rate. Selection for high body weight resulted in higher body fat content, higher muscle FBR and a lower proportion of carcass N compared to DU‐6P mice. The protein synthesis (13‐14 g protein/kg BW 0.75 per day) and MNR values (290‐305 mg N/kg BW 0.75 per day) of the selected mice were higher than those of control mice (11 g protein and 265 mg N/kg BW 0.75 , respectively) and may be due to selection‐linked enlargments of visceral organs. The MNA of DU‐6P and DU‐6 mice amounted to 6 and 5 g protein/kg BW 0.75 , respectively, and the MNA of the controls was between these values. Compared to DU‐6, the higher protein accretion rate of DU‐6P mice seems to be due more to a lower muscle protein breakdown rate than an increased protein synthesis rate. Zusammenfassung Proteinumsatz von Mäusen, die auf hohen Körperproteingehalt oder auf hohes Körpergewicht selektiert wurden An je 12 wachsenden männlichen Mäusen, die über 80 Generationen am 42. Lebenstag entweder auf hohen Proteingehalt im Schlachtkörper (DU‐6P) oder auf hohe Lebendmasse (DU‐6) selektiert worden waren, wurden Proteinstoffwechsel, Wachstumseffizienz und Körperzusammensetzung im Vergleich zur unselektierten Kontrollinie (DU‐Ks) untersucht. Die Tiere wurden einzeln in Stoffwechselkäfigen bei freiem Zugang zu Wasser und Altromin‐Zuchtfutter (Rohprotein 267 g/kg TS, Bruttoenergie 19 MJ/kg TS) gehalten. Neben der N‐Bilanz wurden Gesamtkörper‐Proteinsynthese (PS, Endproduktmethode, einmalige Gabe einer 15 N‐Aminosäurenmischung, Auswertung mittels Kompart‐mentmodell), fraktionelle Muskelprotein‐Abbaurate (FBR, 3‐Methylhistidin‐Methode), Verteilung des Körperstickstoffs, N‐Erhaltungsbedarf (MNR, regressiv nach Fütterung semi‐synthetischer Rationen mit steigenden Proteinniveaus) sowie maximales N‐Ansatzvermögen (MNA) der Mauslinien gemessen. Die mittleren Lebendmassen (LM) der selektierten Tiere waren bei gleichem Alter etwa doppelt so hoch wie die der unselektierten Kontrolle. Pro kg metabolischer LM synthetisierten und deponierten DU‐6P‐Mäuse täglich mehr Protein als DU‐6‐Mäuse. Bei Bezug auf die entsprechenden Körperprotein‐gehalte waren die Unterschiede in den täglichen Proteinsyntheseraten beider Selektionslinien im Gegensatz zur Proteinansatzrate nicht mehr signifikant. Die Selektion auf hohe LM (DU‐6) führte zu höheren Körper‐Fettgehalten, zu höheren FBR und damit zu niedrigeren Körper‐N‐Gehalten im Vergleich zur Selektion auf hohen Proteingehalt (DU‐6P). Proteinsynthese (13–14 g Protein/kg LM 0.75 .d) und MNR (290–305 mg N/kg LM 0.75 .d) der selektierten Mäuse waren höher als die der Kontrolltiere (11 g Protein bzw. 265 mg N/kg LM 0.75 .d) und können mit den selektionsbedingten Vergrößerungen der relativen Organgewichte zusammenhängen. Die MNA‐Werte lagen zwischen 5 (DU‐6) und 6 g (DU‐6P) Protein/kg LM 0.75 .d. Der im Vergleich zur Linie DU‐6 höhere Proteinansatz der DU‐6P‐Tiere scheint mehr durch eine verminderte Muskelprotein‐Abbaurate als durch eine höhere Proteinsyntheserate bedingt zu sein.