مختزلة أكسيد النيتروز

في علم الإنزيمات ، يُعرف إنزيم مختزلة أكسيد النيتروز ، المعروف أيضًا باسم مختزلة أكسيد النيتروجين المستقبلة ( المكونة لأكسيد النيتروز)، _بأنه إنزيم يحفز الخطوة الأخيرة في عملية نزع النيتروجين البكتيري ، وهي اختزال أكسيد النيتروز إلى ثنائي النيتروجين . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

N₂O + ₂ سيتوكروم c المختزل ⇌ N₂ ₊ H₂O + ₂ سيتوكروم c

يلعب دورًا حاسمًا في منع إطلاق غاز دفيئة قوي في الغلاف الجوي.

_يُعدّ N₂O ناتجًا أيضيًا غير عضوي للخلايا بدائية النواة أثناء عملية نزع النتروجين. ولذلك، تُشكّل الكائنات المُزيلة للنتروجين المجموعة الرئيسية من مُنتجي N₂O _، إلى جانب الكائنات المُنتجة للنتروجين، والبكتيريا المُستهلكة للميثان ، والفطريات . ومن بينها، تمتلك بدائيات النوى المُزيلة للنتروجين فقط القدرة على تحويل N₂O _إلى N₂ _. [ ^{3 ] يُعدّ} تحويل N₂O _إلى N₂ _الخطوة الأخيرة في عملية نزع النتروجين الكاملة للنترات، وهو شكل مستقل من أشكال التنفس. يتولد N₂O في الخلية المُزيلة للنتروجين بفعل نشاط إنزيم اختزال أكسيد النيتريك التنفسي _. [ 4 ^{] تمتلك بعض} المجتمعات الميكروبية القدرة على اختزال _N₂O إلى N₂ _فقط ، ولا تمتلك مسارات نزع النتروجين الأخرى. تُعرف هذه المجتمعات باسم مُختزلات أكسيد النيتروز. ^{[ 5 ]} لا تُكمل بعض الكائنات المُزيلة للنتروجين عملية نزع النتروجين، ولا يكون N₂O هو الناتج _{النهائي} . ^{[ 6 ]}

إنزيم مختزلة أكسيد النيتروز هو ثنائي متجانس يقع في الحيز المحيط بالخلية البكتيرية. وقد كشفت دراسة التركيب البلوري بالأشعة السينية للإنزيمات من بكتيريا Pseudomonas nautica و Paracoccus denitrificans أن كل وحدة فرعية (الوزن الجزيئي = 65 كيلو دالتون) مُنظمة في نطاقين. ^{[ 7 ]} يحتوي أحد النطاقين، الشبيه بالكوبريدوكسين، على بروتين نحاسي ثنائي النواة يُعرف باسم Cu _A.

يتألف النطاق الثاني من بنية حلزونية سباعية الشفرات من صفائح بيتا، تحتوي على الموقع التحفيزي المسمى Cu _{Z ، وهو عبارة عن} عنقود رباعي النوى من كبريتيد النحاس . ^{[ 8 ]} تزيد المسافة بين مركزي Cu _A وCu _Z داخل الوحدة الفرعية الواحدة عن 30 أنغستروم، وهي مسافة تحول دون معدلات نقل الإلكترون داخل الوحدة الفرعية ذات الأهمية الفيزيولوجية . ومع ذلك، فإن الوحدتين الفرعيتين موجهتان "رأسًا لذيل" بحيث يقع مركز Cu _A في إحدى الوحدتين الفرعيتين على بُعد 10 أنغستروم فقط من مركز Cu _Z في الوحدة الأخرى، مما يضمن أن أزواج مراكز الأكسدة والاختزال في الوحدات الفرعية المتقابلة تُشكل الوحدة القادرة على التحفيز. ^{[ 9 ]} يمكن لمركز Cu _{A أن يخضع لتغير} أكسدة واختزال أحادي الإلكترون ، وبالتالي فإن وظيفته مشابهة لتلك الموجودة في مؤكسدات السيتوكروم c من النوع _aa3 المعروفة ( EC 1.9.3.1 )، حيث يعمل على استقبال إلكترون من السيتوكرومات c الذائبة . ^{[ 10 ]}

يُعد الأسيتيلين أكثر مثبطات اختزال أكسيد النيتروز تحديدًا . ^{[ 11 ]} وتشمل المثبطات الأخرى أنيون الأزيد ، ^{[ 12 ]} والثيوسيانات ، وأول أكسيد الكربون ، واليوديد ، والسيانيد . ^{[ 13 ]}