土壤反硝化作用的关键酶（土壤反硝化作用原理）



　　电子经过一系列电子传递传至硝酸还原酶，亚硝酸还原酶或N2O还原酶，使这些底物得到还原。在反硝化过程中参与催化NO3-还原成NO2-的还原酶叫异化硝酸盐还原酶或叫硝酸还原酶A，以区别于同化过程中的硝酸还原酶。DNR的特征随产生酶的菌和纯化方法的不同而有所不同，但有一些共同特征，即均由很多亚单位组成；含Mo，Fe和不稳定的硫化物基因，估计其分子量为16500—19300，它从细胞色素b接受电子。

　　反硝化过程中的亚硝酸还原酶似乎有两种类型，一种为含Cu的蛋白；另一种为细胞色素c、d，它含有两个已鉴定的亚单元，每个亚单元含一个c型和一个d型血红素，分子量约为12000。它从细胞色素c接受电子。

　　NO和N2O还原酶均了解的不甚清楚，这里不做详细讨论。

　　酶的合成和活性均受O2和底物的调控。异化硝酸还原酶的合成受O2的抑制。缺  时便脱阻抑。Sias和Ingraham报道：当NO3-存在时，供O2≤0.02Mm/l.min，铜绿假单胞菌合成异化硝酸盐还原酶完全不受阻抑，这种半有氧条件下，脱氮副球菌也可以合成DNR。在限O2的调价下，好氧呼吸可提供合成DNR的新蛋白所需的能量。事实已经证明，某些反硝化细菌突然从一个高度好氧条件移到一个严格厌氧条件后不能生长，这可能是由于缺少产能机制用以合成新酶。与此相反，脱氮酸杆菌似乎要求严格无氧条件来大量合成DNR。对很多反硝化菌，NO2-是合成DNR所必须的，或者大大提高其合成量。一些其它化合物，包括NO2-，迭氮和氯酸盐可做合成的诱导剂或促进剂。但有些菌不需NO3-，只要在厌氧条件下就可合成DNR。NO2-还原酶的合成比DNR晚几小时，可能是需要时间积累NO2-以诱导酶的合成，也可能是要求不同的O2量。