近日，中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所奶產品質量與風險評估科技創新團隊在奶牛瘤胃微生物新型脲酶抑制劑開發方面取得新進展，發現了一種植物源天然化合物脲酶抑制劑表小檗堿并揭示其抑制機制，對于提高尿素氮利用率，實現奶牛豆粕減量替代與降本增效有重要意義。相關研究成果發表在《應用微生物學和生物技術（Applied Microiology and Biotechnology）》上。
脲酶抑制劑可以調控瘤胃微生物脲酶活性，是提高瘤胃尿素氮利用率和減少氮排放的重要營養添加劑。目前，脲酶抑制劑基本都是以脲酶結構蛋白UreC活性中心為靶標篩選獲得，但近年來，研究發現脲酶輔助蛋白UreG在脲酶活化過程中發揮重要作用，可能是新型脲酶抑制劑的篩選靶點。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現了一種高效的植物源天然化合物脲酶抑制劑——表小檗堿。
表小檗堿主要來源于黃連，是黃連生物堿中毒性最低、生物利用度最高的一種化合物，該化合物對UreG活性的半抑制率（IC50）達到µM級（56.9 µM）。研究發現，表小檗堿改變了UreG的二級結構，通過抑制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。表小檗堿對UreG的高抑制活性與其A環和D環均與UreG鎳傳遞的關鍵區域結合有關。研究還采用瘤胃體外發酵的方法驗證了表小檗堿降低瘤胃尿素分解，抑制氨氮排放的作用效果。該研究成果建立了瘤胃脲酶抑制劑的高效篩選方法，揭示了表小檗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提供了基礎。
該研究得到國家重點研發計劃和國家奶牛產業技體系等項目資助。張曉音為文章第一作者，趙圣國研究員和王加啟研究員為通訊作者。
原文鏈接：https://doi.org/10.1007/s00253-024-13131-4
日期：2024-07-01
脲酶抑制劑可以調控瘤胃微生物脲酶活性，是提高瘤胃尿素氮利用率和減少氮排放的重要營養添加劑。目前，脲酶抑制劑基本都是以脲酶結構蛋白UreC活性中心為靶標篩選獲得，但近年來，研究發現脲酶輔助蛋白UreG在脲酶活化過程中發揮重要作用，可能是新型脲酶抑制劑的篩選靶點。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現了一種高效的植物源天然化合物脲酶抑制劑——表小檗堿。
表小檗堿主要來源于黃連，是黃連生物堿中毒性最低、生物利用度最高的一種化合物，該化合物對UreG活性的半抑制率（IC50）達到µM級（56.9 µM）。研究發現，表小檗堿改變了UreG的二級結構，通過抑制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。表小檗堿對UreG的高抑制活性與其A環和D環均與UreG鎳傳遞的關鍵區域結合有關。研究還采用瘤胃體外發酵的方法驗證了表小檗堿降低瘤胃尿素分解，抑制氨氮排放的作用效果。該研究成果建立了瘤胃脲酶抑制劑的高效篩選方法，揭示了表小檗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提供了基礎。
該研究得到國家重點研發計劃和國家奶牛產業技體系等項目資助。張曉音為文章第一作者，趙圣國研究員和王加啟研究員為通訊作者。
原文鏈接：https://doi.org/10.1007/s00253-024-13131-4
日期：2024-07-01
