مختزلة أكسيد النيتريت

📅 آخر تحديث: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٣ أغسطس ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة

إنزيم اختزال النتريت (NOR أو NXR) هو إنزيم يشارك في عملية النترجة . وهي الخطوة الأخيرة في عملية أكسدة الأمونيا الهوائية، والتي تقوم بها مجموعتان من البكتيريا النترجة : بكتيريا مؤكسدة للأمونيا مثل نيتروسوسبيرا ، ونيتروسوموناس ، ونيتروسوكوكس ، التي تحول الأمونيا إلى نتريت ، بينما بكتيريا مؤكسدة للنتريت مثل نيتروباكتر ونيتروسبيرا ، التي تؤكسد النتريت إلى نترات. يُعد إنزيم NXR مسؤولاً عن إنتاج جميع النترات الموجودة في الطبيعة تقريبًا. [ 1 ]

ينتمي NXR إلى فئة أرقام EC 1.7.2- [ 2 ] [ 3 ] حيث يشير الرقم 1 إلى إنزيم الأكسدة والاختزال، ويشير الرقم 1.7 إلى مركبات النيتروجين كمتبرعات، ويشير الرقم 1.7.2- إلى السيتوكرومات كمستقبلات. [ 3 ]

بناء

يتكون إنزيم NXR من وحدتين فرعيتين رئيسيتين معروفتين: نازعة هيدروجين النتريت ألفا (NxrA)، ونازعة هيدروجين النتريت بيتا (NxrB) (يُكتبان أحيانًا NorA وNorB). [ 3 ]   ومع ذلك، تصف دراسات حديثة وحدتين فرعيتين ثالثة ورابعة، هما NxrC وNxrT. [ 3 ] [ 4 ] يقع الموقع النشط المعروف للإنزيم على الوحدة الفرعية NxrA. [ 4 ] يوجد نوعان من إنزيم NXR؛ أحدهما حيث تقع الوحدة الفرعية NxrA في الحيز المحيط بالبلازما في الخلية، والآخر حيث تقع الوحدة الفرعية NxrA في السيتوبلازم. [ 5 ]

يرتبط الإنزيم بالسطح السيتوبلازمي الداخلي للغشاء البكتيري، ويحتوي على مراكز حديد-كبريت وعامل مساعد من الموليبدينوم . [ 6 ] [ 7 ] يُعدّ الإنزيم وفيرًا نسبيًا، إذ يُشكّل ما بين 10 و30% من إجمالي البروتين في هذه البكتيريا، ويُكوّن تراكيب كثيفة على سطح الغشاء. [ 8 ] حتى الآن، لا يُعرف الكثير عن التركيب الدقيق لإنزيم NXR، ولكن تبيّن أنه يُكوّن تراكيب أنبوبية يصل طولها إلى مئات النانومترات. [ 5 ]

المسار

رد فعل
النتريت+متقبل↽--⇀نترات+مخفض متقبل{\displaystyle {\ce {{nitrite}+acceptor<=>{nitrate}+reduced\ acceptor}}}

يؤكسد إنزيم NXR النتريت إلى نترات في البكتيريا الهوائية المؤكسدة للنيتروجين، كما يؤكسد الأمونيا إلى نتريت في البكتيريا أو العتائق المؤكسدة للأمونيا. عند أكسدة النتريت إلى نترات، ينتقل إلكترونان إلى سلسلة التنفس. تتدفق الإلكترونات عبر وحدات الإنزيم الفرعية من خلال السيتوكروم ج باتجاه الأكسيداز النهائي. [ 4 ] يمكن عكس هذا التفاعل لاختزال النترات إلى نتريت في الظروف اللاهوائية، على الرغم من أن القوة الدافعة لهذا الانعكاس غير مفهومة بشكل كامل. [ 9 ]

الاسْتِقْلاب

في أنواع NXR الموجودة في الفراغ المحيط بالخلية، تُستمد البروتونات من الماء وتساهم في قوة دافعة البروتونات، والتي بدورها تساهم في ميزانية طاقة الخلية. أما في السيتوبلازم، فلا تُساهم NXR في قوة دافعة البروتونات. [ 4 ]   ثم يُتبرع بالإلكترونين الناتجين عن أكسدة النتريت إلى الأكسجين الجزيئي، مما يُنتج طاقة. [ 5 ]   يتميز مسار NXR لأكسدة النتريت عمومًا بانخفاض إنتاج الطاقة (ΔG' = -74 كيلوجول/مول NO2 ) . [ 4 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ^ شيكانو، تاديو مورينو. ديتريش، ليا؛ دي ألميدا، نعومي م.؛ أكرم، محمد؛ هارتمان، إليزابيث؛ ليدرايتر، فرانزيسكا؛ ليوبولدوس، دانيال. مولر، ميلاني؛ سانشيز، ريكاردو؛ نويجتن ، جيلين إتش إل . ريمان، يواكيم. سيفرت، كيرستين-أنيكو؛ شليتشتينج، إيلمي؛ فان نيفتريك، لورا؛ جيتن ، مايك إس إم (2021-07-15). "التوصيف الهيكلي والوظيفي لمجمع البروتينات المتعددة النتريت المؤكسد الأكسيدوريدوكتيز داخل الخلايا" . علم الأحياء الدقيقة الطبيعة . 6 (9): 1129-1139 . دوى : 10.1038 / s41564-021-00934-8 . ISSN 2058-5276 . PMC 8387239. PMID 34267357 .​   
  2. ↑ كاسبي، رون؛ بيلينغتون، ريتشارد؛ فولشر، كارول أ؛ كيسيلر، إنغريد م؛ كوثاري، أناميكا؛ كروميناكر، ماركوس؛ لاتيندريس، ماريو؛ ميدفورد، بيتر إي؛ أونغ، كوانغ؛ أونغ، واي كيت؛ بالي، سوزان؛ سوبرافيتي، بالافي؛ كارب، بيتر د (2017-10-20). "قاعدة بيانات MetaCyc للمسارات الأيضية والإنزيمات" . مجلة أبحاث الأحماض النووية . 46 (D1): D633– D639 . doi : 10.1093/nar/gkx935 . ISSN 0305-1048 . PMC 5753197. PMID 29059334 .   
  3. 1 2 3 4 "الإنزيم: 1.7.2.-" . enzyme.expasy.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 19-10-2023 .
  4. 1 2 3 4 5 دايمز، هولجر؛ لوكر، سيباستيان؛ فاغنر، مايكل (سبتمبر 2016). "منظور جديد حول الميكروبات المعروفة سابقًا باسم البكتيريا المؤكسدة للنتريت" . اتجاهات في علم الأحياء الدقيقة . 24 (9): 699-712 . doi : 10.1016/j.tim.2016.05.004 . PMC 6884419. PMID 27283264 .  
  5. 1 2 3 هولمز، دون إي.؛ دانغ، يان؛ سميث، جيسيكا أ. (2019)، "دورة النيتروجين أثناء معالجة مياه الصرف الصحي" ، التقدم في علم الأحياء الدقيقة التطبيقي ، المجلد 106، إلسيفير، الصفحات 113-192 ، doi : 10.1016/bs.aambs.2018.10.003 ، ISBN   978-0-12-816975-9PMID 30798802 ، S2CID 73468296 ، تاريخ الاسترجاع 19-10-2023  
  6. ↑ سبيك إي، إيريش إس، أماند جيه، بوك إي (1998). "عزل وتحديد الموقع المناعي الكيميائي لنظام أكسدة النتريت في نيتروسبيرا موسكوفينسيس". أرشيف علم الأحياء الدقيقة . 169 (3): 225-230 . Bibcode : 1998ArMic.169..225S . doi : 10.1007/s002030050565 . PMID 9477257. S2CID 21868756 .  
  7. ↑ مينكه م، بوك إي، كاستراو د، كرونيك ب.م.هـ (1992). "إنزيم اختزال النتريت من نيتروباكتر هامبورغنسيس: مراكز الأكسدة والاختزال ودورها التحفيزي". أرشيف علم الأحياء الدقيقة . 158 (2): 127-131 . Bibcode : 1992ArMic.158..127M . doi : 10.1007/BF00245215 . S2CID 6903429 . 
  8. ↑ سبيك إي، مولر إس، إنجل إيه، ماندلكو إي، باتيل إتش (1996). "البنية ثنائية الأبعاد لإنزيم اختزال النتريت المرتبط بالغشاء من بكتيريا نيتروباكتر هامبورغنسيس" (ملف PDF) . مجلة علم الأحياء البنيوي 117 ( 2): 117-123 . doi : 10.1006/jsbi.1996.0076 .
  9. ↑ وارد، ب.ب. (2011)، "قياس وتوزيع معدلات النترجة في المحيطات" ، بحث في النترجة والعمليات ذات الصلة، الجزء أ ، طرق في علم الإنزيمات، المجلد 486، إلسيفير، الصفحات 307-323 ، doi : 10.1016/b978-0-12-381294-0.00013-4 ، ISBN   9780123812940PMID 21185441 ، تم الاطلاع عليه بتاريخ 19-10-2023