β-casein is a primary protein in milk, and its variants have been associated with changes in the protein content of bovine milk. However, there has been little research focused on the effects of β-casein variants on milk metabolites. In the present study, dairy cows producing milk with β-casein variant A1/A1 (A1), A2/A2 (A2), and their heterozygote A1/A2 (A12) were screened by a high-resolution melting method. Individual milk samples were then collected from each of the cows, and the milk metabolites were separated and analyzed using nuclear magnetic resonance spectroscopy- and liquid-chromatography mass spectrometry-based metabolomics techniques. Differences in metabolites among the variant groups were evaluated by multivariate statistical analysis. The relative abundances of methionine, proline, and α-lactose were the highest in β-casein variant A2 milk, whereas choline, glycine, citric acid, and cyclic adenosine monophosphate (cAMP) showed the highest abundances in variant A1 milk. Metabolic pathways analysis indicated that the differential metabolites between variants A1 and A2 were involved in pantothenate and coenzyme A biosynthesis, butanoate metabolism, and valine, leucine, and isoleucine biosynthesis. Our results reveal the differences in milk metabolites among the β-casein variants A1, A2, and the heterozygote. These findings, thus, provide novel insights into the effects of β-casein variants on milk metabolites, facilitating further research into the mechanism of the biosynthesis of milk components in the mammary gland and the potential physiological function of milk associated with β-casein variants.

中文翻译：

---

代谢组学揭示了牛乳中β-酪蛋白变体的代谢产物变化。

β-酪蛋白是牛奶中的主要蛋白质，其变体与牛乳中蛋白质含量的变化有关。但是，很少有研究集中在β-酪蛋白变体对牛奶代谢产物的影响上。在本研究中，通过高分辨率熔解方法筛选了生产具有β-酪蛋白变体A1 / A1（A1），A2 / A2（A2）和它们的杂合子A1 / A2（A12）的奶牛。然后从每头母牛收集单独的牛奶样品，并使用基于核磁共振波谱和液相色谱质谱的代谢组学技术分离和分析牛奶代谢产物。通过多变量统计分析评估变体组之间的代谢物差异。蛋氨酸，脯氨酸，β-酪蛋白变体A2牛奶中的α和乳糖含量最高，而胆碱，甘氨酸，柠檬酸和环状单磷酸腺苷（cAMP）在变体A1牛奶中显示最高的丰度。代谢途径分析表明，变体A1和A2之间的差异代谢物参与了泛酸和辅酶A的生物合成，丁酸代谢以及缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸的生物合成。我们的结果揭示了β-酪蛋白变体A1，A2和杂合子之间牛奶代谢产物的差异。因此，这些发现为β-酪蛋白变体对牛奶代谢产物的作用提供了新颖的见解，从而有助于进一步研究乳腺中乳成分的生物合成机制以及与β-酪蛋白变体相关的潜在的生理功能。甘氨酸，柠檬酸和环磷酸腺苷（cAMP）在变体A1牛奶中显示出最高的丰度。代谢途径分析表明，变体A1和A2之间的差异代谢物参与了泛酸和辅酶A的生物合成，丁酸代谢以及缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸的生物合成。我们的结果揭示了β-酪蛋白变体A1，A2和杂合子之间牛奶代谢产物的差异。因此，这些发现为β-酪蛋白变体对牛奶代谢产物的作用提供了新颖的见解，从而有助于进一步研究乳腺中乳成分的生物合成机制以及与β-酪蛋白变体相关的潜在的生理功能。甘氨酸，柠檬酸和环磷酸腺苷（cAMP）在变体A1牛奶中显示出最高的丰度。代谢途径分析表明，变体A1和A2之间的差异代谢物参与了泛酸和辅酶A的生物合成，丁酸代谢以及缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸的生物合成。我们的结果揭示了β-酪蛋白变体A1，A2和杂合子之间牛奶代谢产物的差异。因此，这些发现为β-酪蛋白变体对牛奶代谢产物的作用提供了新颖的见解，从而有助于进一步研究乳腺中乳成分的生物合成机制以及与β-酪蛋白变体相关的潜在的生理功能。环式单磷酸腺苷（cAMP）在变种A1牛奶中显示出最高的丰度。代谢途径分析表明，变体A1和A2之间的差异代谢物参与了泛酸和辅酶A的生物合成，丁酸代谢以及缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸的生物合成。我们的结果揭示了β-酪蛋白变体A1，A2和杂合子之间牛奶代谢产物的差异。因此，这些发现为β-酪蛋白变体对牛奶代谢产物的作用提供了新颖的见解，从而有助于进一步研究乳腺中乳成分的生物合成机制以及与β-酪蛋白变体相关的潜在的生理功能。环式单磷酸腺苷（cAMP）在变种A1牛奶中显示出最高的丰度。代谢途径分析表明，变体A1和A2之间的差异代谢物参与了泛酸和辅酶A的生物合成，丁酸代谢以及缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸的生物合成。我们的结果揭示了β-酪蛋白变体A1，A2和杂合子之间牛奶代谢产物的差异。因此，这些发现为β-酪蛋白变体对牛奶代谢产物的作用提供了新颖的见解，从而有助于进一步研究乳腺中乳成分的生物合成机制以及与β-酪蛋白变体相关的潜在的生理功能。代谢途径分析表明，变体A1和A2之间的差异代谢物参与了泛酸和辅酶A的生物合成，丁酸代谢以及缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸的生物合成。我们的结果揭示了β-酪蛋白变体A1，A2和杂合子之间牛奶代谢产物的差异。因此，这些发现为β-酪蛋白变体对牛奶代谢产物的作用提供了新颖的见解，从而有助于进一步研究乳腺中乳成分的生物合成机制以及与β-酪蛋白变体相关的潜在的生理功能。代谢途径分析表明，变体A1和A2之间的差异代谢物参与了泛酸和辅酶A的生物合成，丁酸代谢以及缬氨酸，亮氨酸和异亮氨酸的生物合成。我们的结果揭示了β-酪蛋白变体A1，A2和杂合子之间牛奶代谢产物的差异。因此，这些发现为β-酪蛋白变体对牛奶代谢产物的作用提供了新颖的见解，从而有助于进一步研究乳腺中乳成分的生物合成机制以及与β-酪蛋白变体相关的潜在的生理功能。