近日，中国农业科学院饲料研究所反刍动物营养与饲料创新团队利用分子对接（molecular docking）技术发现迷迭香酸能够到达甲基辅酶M还原酶（MCR）活性位点，从而影响MCR酶活性，同时证实迷迭香酸的瘤胃甲烷减排效果，为甲烷抑制剂的研发提供了支撑。相关研究成果发表在《奶业科学杂志（Journal of Dairy Science）》上。
全球畜牧业活动每年排放约7.1亿吨二氧化碳当量的温室气体，而反刍动物中，牛的排放量在所有动物物种中占比最高，影响也最严重，减轻反刍动物甲烷排放势在必行。
瘤胃甲烷抑制剂能够降低奶牛养殖过程中温室气体排放和提高动物能量利用效率，带来经济效益和生态效益双赢。抑制甲基辅酶M还原酶可抑制瘤胃产甲烷菌的活性，从而减少反刍动物肠道甲烷排放，但开发特异性且环境友好的抑制剂依然是一项挑战。
研究人员基于虚拟筛选和分子对接技术，选择MCR酶为目标靶蛋白，筛选能够与MCR酶特异性结合的小分子化合物，并进一步评估目标小分子化合物的甲烷减排效果和作用机制。
结果表明，迷迭香酸能够穿过MCR内部封闭狭窄的通道，到达活性位点并与邻近的氨基酸残基结合，从而影响MCR酶活性。体外发酵试验结果表明，添加迷迭香酸能够显著降低瘤胃甲烷的产生，并改变瘤胃发酵模式。添加迷迭香酸改变了瘤胃细菌组成，降低了纤维降解菌的相对丰度和提高了耗氢菌的相对丰度。另外，添加迷迭香酸显著降低了Methanobrevibacter（主要产甲烷菌）的相对丰度。功能分析迷迭香酸能够抑制甲烷生成的通路（METHANOGENESIS-PWY和METH-ACETATE-PWY）。
该研究得到中国农业科学院科技创新工程、基本科研业务费专项和北京市家畜创新团队等项目的支持。
原文链接：
https://doi.org/10.3168/jds.2024-24970
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