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瘤胃细菌脲酶抑制剂瑞香素的筛选与效果评价

2021-10-18赵圣国张晓音王加启

动物营养学报 2021年9期

贺 越 赵圣国 张晓音 郑 楠 王加启*

(1.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,动物营养学国家重点实验室,北京 100193;2.中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,农业农村部奶产品质量安全风险评估实验室(北京),北京 100193)

反刍动物瘤胃微生物能利用尿素分解产生的氨合成机体可利用的微生物蛋白,所以尿素可作为一种经济的蛋白质饲料替代品[1-2]。瘤胃尿素的分解依赖于瘤胃细菌脲酶,脲酶催化尿素水解的速度是尿素自然分解速度的1014倍[3],尿素饲喂不当容易造成动物氨中毒[4],这严重制约了尿素在动物生产上的广泛应用。脲酶抑制剂是脲酶活性调控研究的前沿。

细菌脲酶是一种镍金属酶[5],通常由结构蛋白(UreA、UreB、UreC)和辅助蛋白(UreD/H、UreF、UreG、UreE)组成[6]。不同微生物来源的脲酶的结构蛋白具有差异,如产气克雷伯氏菌脲酶由UreA、UreB、UreC 3个亚基聚合形成(UreABC)3[7],耶尔森氏菌脲酶为[(UreABC)3]4[8],幽门螺杆菌脲酶为[(UreAB)3]4[9]。细菌脲酶的活性中心位于序列高度保守的UreC亚基[10],每1个活性中心包含2个镍离子,2个镍离子由1个羧化的赖氨酸连接[11],活性中心底物的进入和产物的排出由1个柔性的flap区域调控[12]。脲酶活性中心及flap区域是活性研究的重要靶点。

目前已经报道了多种脲酶抑制剂,其中多为化学合成的化合物。乙酰氧肟酸是目前唯一被批准商用的脲酶抑制剂[13],但是在瘤胃中稳定性差、对动物的健康有影响[14],所以开发安全、高效的脲酶抑制剂是目前研究的重点。自然界蕴含丰富的天然产物资源,其中包括大量具有生物活性、化学结构多样的植物来源的天然化合物,这些化合物在疾病治疗、粮食资源等方面应用广泛[15]。……

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