|  | | 脲酶抑制剂在反刍动物饲养中的应用
[第一食品网 2008-1-7 8:13:00] |
| | | 1尿素、脲酶与脲酶抑制剂概述
反刍动物瘤胃微生物能利用非蛋白氮（non-proteinnitrogen，npn）作氮源合成菌体蛋白质而被动物利用。在反刍动物饲养中最常用的npn是尿素（亦称脲）。脲的含氮量高，约为46%。1kg尿素的含氮量大约相当于2．8kg粗蛋白质的含氮量，或者相当于6．5kg豆粕中所含粗蛋白质的量。可见，尿素对反刍动物是一种廉价的氮源饲料资源。
反刍动物之所以能够利用尿素，是由于反刍动物瘤胃内的细菌能产生脲酶（亦称尿素酶人在晚酶的催化下，尿素被水解为氨和二氧化碳。瘤胃微生物利用尿素分解释放的氨和饲料中碳水化合物的分解产物结合形成氨基酸，进而合成微生物蛋白质。这些菌体蛋白质进入真胃和小肠后被消化吸收，用以合成动物体及其产品的蛋白质。
脲酶（urease，ec3．5．l．5），又名尿素酰胺水解酶（ureaseamidohydrolase），它催化非肽键的直链酰胺的c～n键水解，为专属性酶类。脲酶在有水的情况下可将尿素分解为二氧化碳和氨：
这种反应具有绝对专一性。脲酶一般只催化尿素水解。少数几种尿素的衍生物（如羟基尿素和二羟基尿素）也可被脲酶催化水解，但酶催化活力大为降低。
脲酶的最适ph值为6．4～6．9。在20～50℃的温度范围内，脲酶都很活跃。
反刍动物瘤胃微生物可产生脲酶，其活性相当高，而且较稳定，在瘤胃内npn的分解中起重要作用。瘤胃中能产生脲酶的细菌多是严格厌氧的细菌，如丙酸杆菌（propionibacteriumsp．）、厌氧拟杆菌（bacteroidessp．）、瘤胃球菌（ruminococcussp．）牛链球菌及厌气乳酸杆菌等。据报道，用干草、大麦与尿素喂羊，在瘤胃中分离出的细菌中有35%的细菌可产生脲酶（jones等，1964）。
瘤胃微生物产生的脲酶可催化尿素迅速水解为氨。据报道，每1千克瘤胃内容物在lh内可将1g尿素分解产生氨，即尿素分解产生氨的速度为瘤胃微生物利用氨的速度的4倍。尿素的分解速度过快，产生大量的氨不能被瘤胃微生物利用，致使尿素的利用效率降低，而且蓄积过多的氨被瘤胃壁及后段胃肠道吸收入血后来不及经肝脏转化，从而易引起动物氨中毒。可见，反刍动物对尿素利用的主要限制因素是尿素在瘤胃内胭酶作用下降解为氨的速度过快。因此，尿素缓释技术的研究是当前反刍动物营养研究的一项重要课题。尿素缓释技术包括诸多方面，其中脲酶抑制剂（ureaseinhibitor）是一项具有良好应用前景的技术。
脲酶抑制剂的种类很多。目前认为比较有效的腿酶抑制剂有：①氧肪酸类化合物（hydroxamaicacids），如乙酸氧肟酸（aha）、辛酸氧肟酸（cha）等；②金属离子，如mn2+和ba2+等；③其它，如氢醌、苯磷酸化合物，四硼酸钠等。
脲酶抑制剂的种类不同，其对脲酶抑制作用的机理也不尽相同。目前认为氧肪酸类化合物（特别是乙酸氧肪酸）是脲酶最有效的抑制剂（mapadevan，1976）。
乙酸氧肟酸（acetohydroxamicacid，aha）的化学名称是n一羟基乙酸胺，分子式为h3－co－nhoh，分子量为63。乙酸氧肟酸分子内具有羟胶结构（－nhoh），其活跃的氢和羟基基团与脲酶分子结构中邻近金属镍（ni）的巯基（－sh）结合，形成脲酶抑制剂－脲酶二元复合物，结果使脲酶的活性受到抑制。但是，由于脲酶抑制剂不是结合在脲酶活性中心的结合基团上，而是结合在脲酶活性中心的催化基团上，因此脲酶抑制剂一脲酶二元复合物并不排斥脲酶与底物（即尿素）的结合，只是能阻止脲酶的催化作用。
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