近日，中國農業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所奶產品質量與風險評估科技創(chuàng)新團隊在奶牛瘤胃微生物新型脲酶抑制劑開發(fā)方面取得新進展，發(fā)現(xiàn)了一種植物源天然化合物脲酶抑制劑白屈菜赤堿并揭示其抑制機制，為提高奶牛尿素氮利用率、開發(fā)低蛋白日糧和減少氮排放開辟了新路徑。相關研究成果發(fā)表在《國際分子科學雜志（International Journal of Molecular Sciences）》上。

 

　　脲酶抑制劑是調控瘤胃微生物脲酶活性，提高瘤胃尿素氮利用率和減少氮排放的重要營養(yǎng)調控劑。目前，脲酶抑制劑產品種類單一，飼料添加劑名錄中僅有乙酰氧肟酸這一種人工合成類脲酶抑制劑。植物源天然化合物具有安全性高和效果突出等特點，是我國飼料添加劑新產品研發(fā)的重要方向，在脲酶抑制劑開發(fā)方面具有很大潛力。

 

 

　　在構建通量高效的脲酶抑制劑篩選策略過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)脲酶輔助蛋白UreG在脲酶活化過程中發(fā)揮重要作用，是活性中心以外的重要調控新靶點。研究人員以UreG蛋白結構為基礎，通過分子對接和活性篩選發(fā)現(xiàn)了一種高效的植物源天然化合物脲酶抑制劑——白屈菜赤堿，該化合物對UreG活性的半抑制率（IC50）達到μM級（18.13 μM）。通過等溫滴定量熱技術發(fā)現(xiàn)白屈菜赤堿抑制UreG與鎳的結合，進而影響鎳向脲酶活性中心的傳遞和脲酶的活化。圓二色譜研究發(fā)現(xiàn)白屈菜赤堿改變UreG的二級結構，鑒定了該化合物影響UreG活性和鎳傳遞的關鍵殘基天冬氨酸（第41位）。該研究成果建立了瘤胃脲酶抑制劑的高效篩選方法，揭示了白屈菜赤堿抑制脲酶活性的作用機制，為新型脲酶抑制劑飼料添加劑產品開發(fā)提供了基礎。

 

　　該研究得到中國農業(yè)科學院重大任務、國家農業(yè)產業(yè)技體系和動物營養(yǎng)學國家重點實驗室等項目資助。張曉音為文章第一作者，趙圣國和王加啟為通訊作者。

 

　　原文鏈接：https://doi.org/10.3390/ijms22158212