Нитритоксидоредуктаза
Нитритоксидоредуктаза (NOR или NXR) — фермент, участвующий в нитрификации . Это последний этап процесса аэробного окисления аммиака, который осуществляется двумя группами нитрифицирующих бактерий : окислители аммиака, такие как Nitrosospira , Nitrosomonas превращают и Nitrosococcus, аммиак в нитрит, а окислители нитрита, такие как Nitrobacter и Nitrospira, окисляют нитрит в нитрит. нитрат. NXR отвечает за производство почти всех нитратов, встречающихся в природе. [ 1 ]
NXR относится к классу номеров ЕС 1.7.2- [ 2 ] [ 3 ] где 1 описывает оксидоредуктазу, 1.7 описывает соединения азота как доноры, а 1.7.2- описывает цитохромы как акцепторы. [ 3 ]
Структура
[ редактировать ]NXR состоит из двух в основном известных субъединиц; нитритоксидоредуктаза α (NxrA) и нитритоксидоредуктаза β (NxrB) (иногда обозначаемые как NorA и NorB). [ 3 ] Однако недавние исследования описывают третью и четвертую субъединицы, NxrC и NxrT. [ 3 ] [ 4 ] Известный активный центр фермента находится на субъединице NxrA. [ 4 ] Существует два типа NXR; один, где субъединица NxrA расположена в периплазматическом пространстве клетки, а другой, где NxrA расположен в цитоплазме. [ 5 ]
Фермент связан с внутренней цитоплазматической поверхностью бактериальной мембраны и содержит железо-серные центры и молибденовый кофактор. [ 6 ] [ 7 ] Фермент относительно распространен, составляет 10-30% от общего белка этих бактерий и образует плотно упакованные структуры на поверхности мембраны. [ 8 ] На сегодняшний день мало что известно о точной структуре NXR, но было обнаружено, что он образует трубчатые структуры длиной в сотни нанометров. [ 5 ]
Путь
[ редактировать ]- Реакция
NXR окисляет нитрит в нитрат у аэробных азотокисляющих бактерий, а также аммиак до нитрита у аммиакокисляющих бактерий или архей. Когда он окисляет нитрит до нитрата, два электрона передаются в дыхательную цепь. Электроны проходят через субъединицы фермента через цитохром с к терминальной оксидазе. [ 4 ] Эту реакцию можно обратить вспять, чтобы восстановить нитраты до нитритов в анаэробных условиях, хотя движущая сила этого изменения плохо изучена. [ 9 ]
Метаболизм
[ редактировать ]В периплазматических типах NXR протоны образуются из воды и вносят вклад в движущую силу протонов, которая затем вносит свой вклад в энергетический бюджет клетки. Однако цитоплазматический NXR не способствует созданию движущей силы протонов. [ 4 ] Два электрона, образующиеся в результате окисления нитрита, затем отдаются молекулярному кислороду, что дает энергию. [ 5 ] Путь NXR окисления нитрита обычно имеет низкий энергетический выход (ΔG' = -74 кДж/моль NO2). [ 4 ]
См. также
[ редактировать ]- Микробный метаболизм
- Ферредоксин — нитритредуктаза, участвующая в усвоении нитратов растениями.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Чикано, Тадео Морено; Дитрих, Леа; де Алмейда, Наоми М.; Акрам, Модератор; Хартманн, Элизабет; Лейдрейтер, Франциска; Леопольд, Даниэль; Мюллер, Мелани; Санчес, Рикардо; Нуйтен, Гайлен Х.Л.; Рейманн, Иоахим; Зайферт, Керстин-Анико; Шлихтинг, Ильме; ван Нифтрик, Лаура; Джеттен, Майк СМ (15 июля 2021 г.). «Структурная и функциональная характеристика внутриклеточного филаментообразующего мультибелкового комплекса нитритоксидоредуктазы» . Природная микробиология . 6 (9): 1129–1139. дои : 10.1038/s41564-021-00934-8 . ISSN 2058-5276 . ПМЦ 8387239 . ПМИД 34267357 .
- ^ Каспи, Рон; Биллингтон, Ричард; Фулчер, Кэрол А; Кеселер, Ингрид М; Котари, Анамика; Крумменакер, Маркус; Латендресс, Марио; Мидфорд, Питер Э; Онг, Куанг; Онг, Вай Кит; Пейли, Сюзанна; Субхравети, Паллави; Карп, Питер Д. (20 октября 2017 г.). «База данных MetaCyc метаболических путей и ферментов» . Исследования нуклеиновых кислот . 46 (Д1): Д633–Д639. дои : 10.1093/нар/gkx935 . ISSN 0305-1048 . ПМК 5753197 . ПМИД 29059334 .
- ^ Jump up to: а б с д «ФЕРМЕНТ: 1.7.2.-» . энзим.expasy.org . Проверено 19 октября 2023 г.
- ^ Jump up to: а б с д и Даймс, Хольгер; Люкер, Себастьян; Вагнер, Майкл (сентябрь 2016 г.). «Новый взгляд на микробы, ранее известные как нитрит-окисляющие бактерии» . Тенденции в микробиологии . 24 (9): 699–712. дои : 10.1016/j.tim.2016.05.004 . ПМК 6884419 . ПМИД 27283264 .
- ^ Jump up to: а б с Холмс, Дон Э.; Данг, Ян; Смит, Джессика А. (2019), «Круговорот азота при очистке сточных вод» , «Достижения в области прикладной микробиологии» , том. 106, Elsevier, стр. 113–192, doi : 10.1016/bs.aambs.2018.10.003 , ISBN 978-0-12-816975-9 , S2CID 73468296 , получено 19 октября 2023 г.
- ^ Шпик Э., Эрих С., Ааманд Дж., Бок Э. (1998). «Выделение и иммуноцитохимическая локализация нитритокисляющей системы у Nitrospira moscoviensis». Арх. Микробиол . 169 (3): 225–30. Бибкод : 1998ArMic.169..225S . дои : 10.1007/s002030050565 . ПМИД 9477257 . S2CID 21868756 .
- ^ Мейнке М., Бок Э., Кастрау Д., Кронек PMH (1992). «Нитрит-оксидоредуктаза из Nitrobacter hamburgensis: окислительно-восстановительные центры и их каталитическая роль». Арх. Микробиол . 158 (2): 127–31. Бибкод : 1992ArMic.158..127M . дои : 10.1007/BF00245215 . S2CID 6903429 .
- ^ Шпик Э., Мюллер С., Энгель А., Мандельков Э., Патель Х. (1996). «Двумерная структура мембраносвязанной нитритоксидоредуктазы Nitrobacter hamburgensis» (PDF) . Дж. Структ. Биол . 117 (2): 117–123. дои : 10.1006/jsbi.1996.0076 .
- ^ Уорд, Б.Б. (2011), «Измерение и распределение скорости нитрификации в океанах» , Исследования нитрификации и связанных с ней процессов, Часть A , Методы в энзимологии, том. 486, Elsevier, стр. 307–323, doi : 10.1016/b978-0-12-381294-0.00013-4 , ISBN. 9780123812940 , PMID 21185441 , получено 19 октября 2023 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
 | Эта ферментам статья, посвященная , незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |