氨的氧化途径
氨的氧化NO2”进行两个步骤(图1)(Hooper, 1989)。氨是第一个氧化羟胺(回复)氨单氧酶(AMO)。回复:是NO2”随后被氧化羟胺氧化还原酶(郝)。在反应中催化AMO,一个O O2插入NH3而第二个O是H2O。这个反应需要两个额外的电子。因为NH3的唯一来源还原剂这些细菌,所需的电子形成的水必须来自后续回复:氧化。的四个电子回复的氧化,释放两个方向必定是氨氧化和剩下的两个用于其他reductant-requiring细胞过程如生物合成和ATP生成(木1986)。
NH3 ^ ^氨基哦- ^ N。+ 5 h + - ^ N02”
2 e”
一个^ m552
图1氨的氧化途径
3所示。氨单氧酶
尽管AMO尚未纯化同质性在一个活跃的形式,大量积累了关于它的结构和活动的信息。AMO膜结合酶,可能包括三个多肽。27个kDa多肽(AmoA)是用14 c标记在AMO活动灭活机理的抑制剂,14乙炔(海曼、木材1985)。38 kDa多肽(AmoB) co-purifies 27 kDa多肽(McTavish et al . 1993年)。31.4 kDa多肽(大西洋经向翻转环流)是由一个基因编码连续AmoA (Sayavedra-Soto et al . 1998年)。AMO最有可能包含铜因为酶的抑制剂概要文件包含铜选择性螯合剂(Bedard诺尔斯1989),因为铜可以激活AMO活动的溶解产物n欧洲公司(旗et al . 1993年)。AMO的底物范围非常特异性的。除了N氧化的NH3, AMO可以催化氧化碳氢键醇(1983年海曼、木材),C = C债券环氧化合物(海曼、木材1984 b), C ^ C债券以环氧乙烯(大概)(1988年海曼等)和硫化物亚砜(朱丽叶et al . 1993 a, 1993 b)。这些反应的底物包括烷基(海曼et al . 1988年)和芳基碳氢化合物(1985年海曼、木材)、卤代烃(海曼、木材1984;Rasche et al . 1991; Vannelli et al. 1990), aromatic molecules (Keener, Arp 1994) and other compounds.
基因amoCAB、编码结构蛋白的AMO,孤立和测序(伯格曼,Hooper 1994;McTavish et al . 1993;Sayavedra-Soto et al . 1994年)。基因大西洋经向翻转环流,amoA amoB是连续的(克洛茨et al . 1997;Sayavedra-Soto et al . 1994年)和作为一个信使rna转录(Sayavedra-Soto et al . 1994年)。两个几乎相同的(> 99%)的副本amoCAB基因组中存在的电视!欧洲公司(McTavish et al . 1993 a, 1993 b)。第三,有点发散副本(60%身份)的大西洋经向翻转环流也存在(Sayavedra-Soto et al . 1994年)。突变体的n欧洲与副本amoA灭活会增长,这表明两个副本可以表示(Hommes et al . 1998年)。然而,突变体在副本
1比野生型细胞缓慢增长约25%,而突变体在复制
2的增长率与野生型相似(Hommes et al . 1998年)。Ammonia-dependent O2摄取率,[14 c]并入AmoA,以及amo突变体的转录水平显示一个模式类似于它们的增长率。记录对应于大西洋经向翻转环流和amoAB amoCAB已确定在n欧洲公司(1996年Sayavedra-Soto et al . 1994年)(图2)。这些大西洋经向翻转环流的信使rna很稳定,可能是因为它可以形成稳定的茎环结构,防止退化。不同的角色amo mRNA不明,他们可能源自amoCAB mRNA加工或转录从大西洋经向翻转环流和amoA (Sayavedra-Soto et al . 1994年)。一个潜在的转录开始网站amo被确认114个基点上游基因间区域的起始密码子之间的大西洋经向翻转环流和amo (Hommes et al . 2001年)。成绩单对大西洋经向翻转环流的分析显示两个潜在的转录起始位点位于166年和103年英国石油公司上游的大西洋经向翻转环流的起始密码子(Hommes et al . 2001年)。三个记录开始网站所假定的a70启动子序列。区域的DNA序列上游大西洋经向翻转环流和amoA包括假定的启动子序列,两份amoCAB都是相同的。
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1 kb
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图2所示。genesfor AMO,地图,和细胞色素
4所示。amo表达的调控
虽然AMO n .欧洲的增长至关重要,具体的氨氧化速率各不相同。例如,当细胞从早期的固定相是悬浮在新鲜培养基,AMO活动增加两倍或更多在两小时内(海曼Arp 1992)。Ammonia-starved细胞恢复ammonia-oxidizing活动过程所需新创蛋白质合成(gerard et al . 1998年)。治疗后光或乙炔(这两个专门灭活AMO),最终n欧洲复苏细胞氧化氨的能力。这次复苏对应于一组有限的蛋白质的合成,其中包括27个kDa AMO的蛋白质(海曼、Arp 1992、1995)。
问题是什么信号的细胞反应在合成新的AMO蛋白质。氨是一个明显的候选人提供这个信号但NH3还提供能源和N这些细胞。因此,很难分配一个特定的角色NH3作为信号分子。我们调查的影响NH3在基因转录和蛋白质合成n欧洲公司。AmoA (kDa 27日)合成细胞孵化时同时与NH4 + (AMO的潜在诱导物合成和氮源),乙炔(所以NH3不能作为能量来源),回复(作为能源)和14 co2(作为放射性示踪剂检测新创蛋白质合成自养细菌)。合成所需的AmoA NH3和强烈影响游离氨浓度的变化(海曼Arp 1995)。其他潜在的N源(氨基酸、亚硝酸盐)没有诱导合成。的规定表达AmoA影响可用NH3浓度的细胞。
我们也调查了转录调节amoA和郝NH / (Sayavedra-Soto et al . 1994年)。14 co2标记实验对NH3的反应似乎是全球(发现涂片的RNA)转录水平(Sayavedra-Soto et al . 1996年)与一些蛋白质合成(乐队定义)观察到转化水平(海曼Arp 1995)。当C2H2-treated细胞(AMO灭活)随后被暴露在NH /,成绩单amoA和郝生产即使孵化项目进行持续存在的乙炔(Sayavedra-Soto et al . 1996年)。然而,无论是记录了amo还是郝生产没有NH /。与amoA不同,可以找到一个非常稳定的信使rna编码大西洋经向翻转环流至少72小时后NH /删除(Sayavedra-Soto et al . 1998年)。两个转录起始点的确定对大西洋经向翻转环流的分析表明,他们回应不同的NH /。而没有NH /成绩单从潜在的发起人都发现(即来自于稳定的大西洋经向翻转环流的mRNA),在倪l /成绩单从远端启动子很大程度上成为主流(Hommes et al . 2001年)。
5。羟胺氧化还原酶
这周质的酶是一个homotrimer(子单元尺寸60 kDa),每个亚基港口8 c -型血红素(Hooper et al . 1997;Igarashi et al . 1997年)。7这些血红素都是共价绑定到由两个硫醚联系典型的c -型血红素蛋白质。第八个血红素共价的第三点附件通过酪氨酸残基的蛋白质。这种不同寻常的血红素,指定P460,羟胺氧化。郝的晶体结构已经确定,揭示了血红素的方向在每个亚基(Igarashi et al . 1997年)。八个血红素组分为四个集群。郝的结构还透露,子单元通过一个血红素共价交联。所有八个血红素具有不同的中点电位(Hooper et al . 1997),但尚不知道哪些潜在与血红素。
郝俏)的编码基因表达为一个monocistronic成绩单(Sayavedra-Soto et al . 1994年)。n .欧洲的基因组编码三份郝(McTavish et al . 1993年)的编码区域(图2)。三个副本几乎相同(伯格曼et al . 1994年)。突变体与任何一份中断增长与野生型的差异不明显
(Hommes et al . 1996年)。我们研究了郝的转录调节NH4 + (Sayavedra-Soto et al . 1996年)。郝信使rna诱导在同等条件下是AMO mRNA,但在一个较低的程度上。在这些条件下郝活动增加了5%到20%。DNA测序的侧翼地区上游的三份郝是(Hommes et al . 2001年)完成的。郝/序列和hao2被发现是几乎相同的160年英国石油公司上游。hao3复制分化的顺序从其他两份15英国石油公司上游的启动密码子。记录分析确定假定的记录开始网站haoj hao2 71英国石油公司上游的启动密码子,和54起始密码子的英国石油公司上游hao3 (Hommes et al . 2001年)。所有这些记录网站已经开始
启动子序列。
郝的基因也被检查的压力密切相关亚硝化单胞菌sp。ENI-11(山形et al . 2000年)。基因图谱显示,haoi位于约23 kb amoCAB¡上游,hao2约15 kb下游从amoCAB2 hao3 amoCAB2上游位于约75 kb。的两份amoCAB相隔超过360 kb。与n .欧洲亚硝化单胞菌中创建三个单一郝突变体sp。ENI-11野生型75%到68的增长率和58 89%野生型郝活动对于依赖N02”形成)(山形et al . 2000年)。
继续阅读:倪脲脲酶和植物的重要性
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