蛋氨酸为含硫氨基酸，化学名称为2-氨基-4-甲硫基丁酸，分子式为C5H11NO2S。胆碱为（β-羟乙基）三甲基氨的氢氧化物，分子式为C5H15NO2S。甜菜碱又名三甲基甘氨酸，分子式为C5H11NO2。三者在结构上存在相似性。

1、甜菜碱作为甲基供体，比胆碱作为甲基供体效率更高。已有放射性同位素研究证明，甜菜碱作为甲基供体效率高于胆碱12-15倍，因此作为甲基供体，甜菜碱完全可以替代胆碱。然而，胆碱重要生理功能还有磷脂、脂肪运输等，而甜菜碱无法转化成胆碱，因此，甜菜碱无法完全替代胆碱的功能。已有研究表明，机体对胆碱需要的75%必须由胆碱自身提供，其余25%可由甜菜碱代替。

2、甜菜碱促进脂肪代谢，抑制脂肪肝。在水产养殖上，甜菜碱已作为诱食剂得到广泛应用。同时，甜菜碱是直接有效的甲基供体，它的3个甲基中有一个能直接参与甲基转移，而另外2个被氧化，间接参与甲基化反应。蛋氨酸在动物体内的合成需要胆碱提供甲基。而胆碱必须先在线粒体内氧化成甜菜碱，由甜菜碱提供甲基。因而胆碱是甜菜碱的前体，此过程不可逆。甜菜碱可将甲基转移给高半胱氨酸合成蛋氨酸。而高半胱氨酸只能由蛋氨酸在体内代谢产生，天然蛋白质中几乎不含这种氨基酸，所以甜菜碱不能代替蛋氨酸合成蛋白质。但是如果胆碱或甜菜碱供应不足，上述转甲基循环受到抑制，一方面，将影响动物体内自身蛋氨酸的合成，另一方面，由于甲基缺乏，日粮中不能再生的蛋氨酸则会用来提供甲基参与甲基化反应，以满足动物各种生理需要。这样将会影响到蛋白质的合成速度，影响动物的生长。如果蛋氨酸供应过量而又缺乏胆碱和甜菜碱，那么大量的高半胱氨酸在体内积蓄，会产生胫骨软骨发育不良和动脉粥样硬化症。

3、甜菜碱对蛋氨酸的替代作用主要与日粮中胆碱含量有关。大量研究表明，在日粮中胆碱含量不足时，添加甜菜碱可以部分替代蛋氨酸的功能，提供甲基改善生长速度，节约蛋氨酸。但这种替代不是完全的，饲料中必须含有0.5%左右的蛋氨酸。呙于明等研究表明，在肉仔鸡的日粮中，甜菜碱替代蛋氨酸，前期最佳替代量为1/2，而后期最佳替代量为2/3。但是如果日粮中胆碱的量满足动物生长所需时，添加甜菜碱不能替代蛋氨酸合成蛋白质，不会表现出更好的生产性能。

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