功能改进的尿素酶抑制剂（NBPT）：开发环保衍生物的方法

《Journal of Agricultural and Food Chemistry》：Functionally Improved Urease Inhibitors (NBPT): Developed Approaches for Obtaining Environmentally Friendly Derivatives

尿素酶抑制剂NBPT通过分子对接和动态模拟优化，结合机器学习筛选出7种替代品，其中4种使土壤毒性降低22.30–47.40%，抑制率提升25.30–47.71%。替代品可减少氨挥发65.16–76.81%，N2O排放30.53–57.60%，土壤半衰期延长2.5倍，氢键和π-π堆积是提升抑制率的机制。

　　

传统的农业尿素酶抑制剂存在抑制效率低和作用时间短的问题。因此，本研究通过分子对接和分子动力学方法对典型的传统尿素酶抑制剂——N-丁基硫代磷酸三酰胺（NBPT）进行了改良，并结合了机器学习技术。在设计的79种尿素酶抑制剂替代物中，有7种显示出比NBPT更强的尿素酶抑制潜力，抑制效果提高了21.30%至48.91%。通过改进的G1评估方法，最终筛选出4种替代品，这些替代品在尿素酶抑制效果上提高了22.30%至47.40%，同时在土壤毒性方面降低了25.30%至47.71%。此外，功能性质模拟显示，这些替代品在施用后能够将氨挥发率降低65.16%至76.81%，N?O排放量减少30.53%至57.60%，且其在土壤中的半衰期是NBPT的2.5倍。蛋白质-配体相互作用的机制分析表明，氢键数量和π-π堆叠作用是这些替代分子具有更强尿素酶抑制能力的主要内在因素。本研究为减少氮损失、降低温室气体排放、减轻农业非点源污染以及促进绿色肥料的研究与开发提供了新的解决方案。