中国科学家发现了一条新的氮代谢途径

新陈代谢是生命的最基本特征. 在生物的长期进化中，已经形成了相应的代谢系统和调节机制，以适应外部环境的变化光 氮代谢，特别是对食物营养供应的变化的需求. 例如，陆生动物进化出了著名的鸟氨酸-尿素循环，该循环用于处理食物中蛋白质分解代谢产生的大量氨，并将氨转化为尿素并将其排泄. 因此，鸟氨酸-尿素循环是消除细胞氮浪费的关键，也是陆生动物高蛋白饮食必需的代谢途径. 但是，细菌和植物缺乏这种代谢途径.

蓝藻是地球上最早的光合自养生物. 他们使用水作为电子供体，并利用阳光将CO2还原为有机碳化合物并释放出游离氧. 它们在地球生物圈的形成和发展中发挥了作用. 发挥了关键作用. 蓝细菌在自然界中广泛分布，包括各种水体和土壤，并且对生物地球化学循环具有非常重要的贡献. 同时，蓝细菌在生物技术的应用中具有巨大的潜力.

尽管蓝细菌在进化，生态，环境和生物技术中起着重要作用，但人们仍对其代谢和调控机制缺乏系统的了解.

4月9日，国际权威学术期刊《自然化学生物学》发表了中国科学院分子植物科学卓越研究中心/植物生理生态研究所杨晨的研究组题为“精氨酸二水解酶的参与”. 在蓝细菌中最新的“鸟氨酸-氨循环”研究论文，该研究利用动态代谢通量族和代谢组学分析技术首次发现了一种新的氮代谢途径，鸟氨酸-氨循环，并发现该循环包含一个“鸟氨酸-氨循环”. 新的生化反应，即精氨酸二水解酶催化的精氨酸水解光 氮代谢，生成鸟氨酸和氨.

研究表明，当氮源充足时，鸟氨酸-氨循环以最大速率促进氮的同化和储存. 当氮源稀缺时，该循环导致细胞中的氮存储迅速分解以满足细胞的生长需要. 因此，鸟氨酸氨循环具有氮存储和活化的功能，这对于蓝细菌适应环境中氮源的缺乏和变化极为重要. 鸟氨酸-氨循环在蓝细菌中很普遍，包括许多海洋固氮蓝细菌，因此它对海洋固氮乃至地球的氮循环都具有重要的作用.

作为地球上最古老的居民，蓝细菌细胞中的鸟氨酸-氨循环比动物中的鸟氨酸-尿素循环更早发生. 与哺乳动物不同，在蓝细菌的自然生活环境中，氮源通常很稀缺，使它们处于氮饥饿状态. 因此，蓝细菌细胞中氮的“储存”和“转换”对于它们适应生活环境极为重要，而鸟氨酸-氨循环是实现这种“物流”的核心途径.

这项发现将帮助合成生物学家设计和转化蓝细菌，并实现将CO2直接转化为生物燃料和化学药品，同时为理解和提高农作物氮素利用效率提供新思路.

链接到论文: utm_medium =饲料＆utm_campaign =饲料％3A + nchembio％2Frss％2Fcurrent +％28Nature + Chemical + Biology +-+ Issue％29

本文来自电脑杂谈，转载请注明本文网址：
https://www.pc-fly.com/a/ruanjian/article-190331-1.html