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脲酶抑制劑在畜牧生產(chǎn)上的應(yīng)用

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發(fā)表于 2008-6-4 11:09:07 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序?yàn)g覽 |閱讀模式
脲酶抑制劑在畜牧生產(chǎn)上的應(yīng)用
《中國飼料》2004年第8期
脲酶抑制劑作為一類特殊的飼料添加劑在畜牧業(yè)生產(chǎn)中逐漸被人們所認(rèn)識,在畜牧業(yè)發(fā)達(dá)的國家如美國、以色列、加拿大,脲酶抑制劑的應(yīng)用已較為廣泛,我國20世紀(jì)90年代開始了脲酶抑制劑在畜牧方面的應(yīng)用性研究,并人工合成了一類異位酸類反芻動物瘤胃脲酶抑制劑(王加啟,1994)。
1脲酶抑制劑的種類
脲酶抑制劑的種類很多,目前不下百余種,其中主要有以下兩大類。
1.1無機(jī)化合物類 此類物質(zhì)對脲酶有明顯的抑制作用,如重金屬鹽類。脲酶是一種金屬依賴的胞內(nèi)酶,其活性受Mn²+、Mg²+、Ca²+、Sr²+、和Ba²+激活,特別是Ag+和Hg²+(John等,1964);還有一些化合物硼酸鹽、氯化物、氟化物、磷酸鹽、硝酸鎳等都具有抑制脲酶作用(Frank等,1989)。
1.2有機(jī)化合物類 如異位酸類化合物,包括異丁酸、異戊酸、異己酸等支鏈脂肪酸及一種胺磷酸,它們有抑制脲酶活性的共同結(jié)構(gòu)特點(diǎn),都有一個供氫基團(tuán);還包括尿素衍生物、羥胺、氧肟酸類、多聚甲醛、醌、多元酚、雜環(huán)硫醇、乙基馬來酰亞胺、碘乙酰胺、碘醋酸、磷酰胺類化合物(苯磷酰胺、硫代磷酰胺、N一乙酰磷酸三酰胺)等。鄒先彪(1995)述及脲酶單克隆抗體對脲酶具有抑制作用。新近研究表明,赭曲霉素具有脲酶抑制作用(林新堅等,1997)。
2脲酶抑制劑的作用機(jī)理
2.1脲酶的性質(zhì) 脲酶(又稱尿素酶)的系統(tǒng)命名為酰胺水解酶(urea amidohydrolase),分子量約為120000一130000,PH值為6.0一8.0時活性最高。在有水的情況下,尿素酶將尿素分解為氨和二氧化碳,最大水解尿素速度為2.0一4.0 mmol/h•mg酶蛋白。Hungate(1966)曾證明瘤胃內(nèi)的許多細(xì)菌都能合成脲酶。脲酶對尿素的水解是按下列方程式經(jīng)由氨基甲酸進(jìn)行的:NH2CONH2→NH2COOH+NH3→C02+2NH3該反應(yīng)最佳PH值為6.0~7.0,通常狀況下,脲酶失活的溫度為70℃(王志美等,1980:錢嘉淵,1992;Biochemical Engineer和BiotechnologyHandbook,1983)。脲酶在65℃左右最具活性,在70℃以上時被鈍化。
2.2脲酶抑制劑作用機(jī)理 不同的脲酶抑制劑其作用機(jī)理是不同的,主要表現(xiàn)為以下幾種情況。
2.2.1競爭性抑制,如磷酸、磷酸鹽和尿素衍生物(巰基脲、羥基脲)等,它們在反應(yīng)過程中同尿素競爭結(jié)合到脲酶上去,降低了尿素與脲酶活性中心的結(jié)合幾率,從而起到了降低尿素分解的作用(馮仰婕等,1994)
2.2.2使脲酶變性失活,如重金屬離子同脲酶結(jié)合,使脲酶的活性中心和脲酶結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,失去了分解尿素的能力,降低了有效的脲酶濃度,從而抑制了尿素的分解(Frank等,1989)。
2.2.3奪去脲酶輔助因子Ni²+,如EDTA具有強(qiáng)烈絡(luò)合金屬離子的能力,濃度適宜時將絡(luò)合鎳離子,使脈酶結(jié)構(gòu)發(fā)生改變失去活性,從而降低尿素的水解速度(Frank等,1989)。但有人研究認(rèn)為,EDTA抑制脲酶活性的機(jī)制也屬于競爭抑制類型(馮仰婕等,1994)。
2.2.4與酶活性部分鎳離子形成電子轉(zhuǎn)移復(fù)合物,競爭性抑制脲酶活性(Makkar等,1981)。
2.2.5調(diào)控脲酶分子的表達(dá),通過一定的抑制劑來阻止細(xì)菌內(nèi)合成脲酶分子,使非結(jié)構(gòu)性脲酶的表達(dá)受阻,有效降低脲酶濃度。Mobley等(1989)認(rèn)為,對細(xì)菌脲酶存在一個控制表達(dá)的阻遏蛋白,它與乳糖操縱子的情況相似。
2.2.6抗原和抗體的免疫反應(yīng)。鄒先彪等(1995)認(rèn)為,對于人類解脲脲原體所產(chǎn)生的脲酶中的分子量為7.2x 104的亞基在血清中存在抗體,人工的單克隆抗體能抑制脲酶活性,但這種抗體不識別牛、羊源性的解脲脲原體中的純代脲酶,也不識別Jack Bean脲酶及其他細(xì)菌種類的脲酶。
3脲酶抑制劑在畜牧生產(chǎn)中的應(yīng)用
3.1在反芻動物中的應(yīng)用 脲酶抑制劑可以控制脲酶活性,提高尿素利用率。若一頭奶牛飼喂150 g尿素,在瘤胃內(nèi)分解放出的氨67%合成微生物蛋白質(zhì)約289 g,剩余27.6 g進(jìn)人肝臟合成約49.5g尿素,隨尿排出體外。當(dāng)用脲酶抑制劑控制脲酶活性時,可使氨的利用率提高16.7%,即多利用25 g尿素,多合成72 g瘤胃微生物蛋白質(zhì),增加25%。使尿液中尿素排泄量從49.59g減少到21.5 g,降低49.5%。脲酶抑制劑還可以節(jié)約蛋白質(zhì)飼料,降低飼料成本,這有兩方面意義。1)添加尿素可頂替部分價格昂貴的餅粕類蛋白質(zhì)飼料,既節(jié)省了蛋白質(zhì)飼料,又降低飼料成本;2)即使日糧中不含尿素,使用脲酶抑制劑同樣具有增加微生物蛋白質(zhì)合成量、節(jié)約蛋白質(zhì)飼料的效果。分別對育肥架子牛和泌乳奶牛所進(jìn)行的只添加脲酶抑制劑不添加尿素的試驗(yàn)結(jié)果表明。每頭育肥架子牛每天喂100 g脲酶抑制劑預(yù)混料,可減少飼料豆粕250g,每頭增加43.20元的經(jīng)濟(jì)效益,每頭奶牛每天加喂100 g脲酶抑制劑預(yù)混料(不加尿素),比對照組產(chǎn)奶量提高18.8%。周健民等(1999)對奶牛的試驗(yàn)不僅證明添加脲酶抑制劑比對照組牛提高產(chǎn)奶量,而且還可以減少蛋白飼料用量。
在反芻動物飼料中使用脲酶抑制劑,不僅可以提高尿素和飼料的利用率,降低成本,而且由于避免了氨中毒或氨應(yīng)激,使動物保持生理平衡,健壯生長,從而還可以提高牛羊肉、奶產(chǎn)量。石傳林、羅中愛(1999)報道,把年齡相近、體重大小基本一致的16頭健康肉牛隨機(jī)分為兩組,試驗(yàn)組每頭牛每日添加100g脲酶抑制劑預(yù)混料,結(jié)果表明試驗(yàn)組平均日增重(1.59噸)比對照組(1.34kg)提高18.7%。即使在炎熱夏季持續(xù)高溫高濕的情況下.仍能使投人產(chǎn)出比達(dá)到1: 2.7一5.4。石傳林等(1998)、袁安生等(1999)對脲酶抑制劑的研究都表明,添加脲酶抑制劑可以提高尿素氮的利用效率.也可以提高瘤胃內(nèi)粗飼料的消化速
度,提高了菌體蛋白的合成效率,從而起到降低飼料成本,提高生產(chǎn)性能的作用。
氨是畜牧業(yè)生產(chǎn)中來源于糞尿中最有害的氣體之一,畜舍內(nèi)的氨濃度過高對家畜及人都是有害的(Varel等,1999)。而在反芻動物飼料中使用脲酶抑制劑可以使環(huán)境污染程度降低51.4%。美國肉用動物研究巾心Vincent報道了脲酶抑制劑減少環(huán)境污染的另一種使用方法,即在家畜糞便中噴灑脲酶抑制劑。
3.2在單胃動物上的應(yīng)用脲酶抑制劑可以防治肉仔雞腹水癥。研究表明,肉仔雞腹水癥的死亡率與腸氨濃度有很高的相關(guān)性(Anthony等,1994: Bslog等,1994),肉仔雞腸道內(nèi)的氨是細(xì)菌脲酶水解非蛋白氮的主要產(chǎn)物,從而導(dǎo)致腸道內(nèi)氨濃度的增加,使腸粘膜的更新加快,耗氧量增大而脲酶抑制劑可降低肉仔雞腸道內(nèi)脲酶活性和氨濃度,從而降低腸粘膜的更新速度,便耗氧量降低,這樣就可以緩解肉仔雞由于生長過快而造成的組織缺氧程度,從而防止腹水癥的發(fā)生。張萬順等(1997)給肉雞飼喂125mg/kg脲酶抑制劑,與對照組相比,可使腹水癥的發(fā)病率和死亡率降低12.1個百分點(diǎn),同時料肉比降低0.19. Staudinger等(1993)也證明125、250mg/kg脲酶抑制劑添加組腹水癥死亡率顯著低于對照組。
脲酶抑制劑的使用,使非蛋白氮有了更好的利用效果,在抗應(yīng)激、增產(chǎn)、提高飼料利用率方面有很好的應(yīng)用效果。我國農(nóng)業(yè)部已于1998年7月7日批準(zhǔn)脲酶抑制劑(人工合成的乙酰氧肟酸)為新飼料添加劑。脲酶抑制劑的推廣應(yīng)用已被列為農(nóng)業(yè)部和國家科學(xué)技術(shù)部的推廣項(xiàng)目,成為跨世紀(jì)新技術(shù)推廣的重點(diǎn)工程之一。
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沙發(fā)
發(fā)表于 2008-6-5 19:30:52 | 只看該作者
沒有使用過,不知道效果怎么樣。
板凳
發(fā)表于 2008-6-7 10:55:40 | 只看該作者
效果有那么神嗎?有哪個人作實(shí)驗(yàn)看看
地毯
發(fā)表于 2008-6-7 19:12:18 | 只看該作者
用過的給說說效果怎么樣,期待中、、、、、、
5
發(fā)表于 2008-8-16 22:43:15 | 只看該作者
佳農(nóng)的拳頭產(chǎn)品,中國專利,很有效果,值得推薦
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