近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所奶產(chǎn)品質(zhì)量與風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在奶牛瘤胃微生物新型脲酶抑制劑開發(fā)方面取得新進(jìn)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(jī)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(guān)研究成果發(fā)表在《國(guó)際分子科學(xué)雜志（International Journal of Molecular Sciences）》上。

 

　　脲酶抑制劑是調(diào)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(yíng)養(yǎng)調(diào)控劑。目前，脲酶抑制劑產(chǎn)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(diǎn)，是我國(guó)飼料添加劑新產(chǎn)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(gòu)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(diào)控新靶點(diǎn)。研究人員以UreG蛋白結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，通過分子對(duì)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(duì)UreG活性的半抑制率（IC50）達(dá)到μM級(jí)（18.13 μM）。通過等溫滴定量熱技術(shù)發(fā)現(xiàn)白屈菜赤堿抑制UreG與鎳的結(jié)合，進(jìn)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(jí)結(jié)構(gòu)，鑒定了該化合物影響UreG活性和鎳傳遞的關(guān)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(jī)制，為新型脲酶抑制劑飼料添加劑產(chǎn)品開發(fā)提供了基礎(chǔ)。

 

　　該研究得到中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院重大任務(wù)、國(guó)家農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技體系和動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等項(xiàng)目資助。張曉音為文章第一作者，趙圣國(guó)和王加啟為通訊作者。

 

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