細胞質ニトリット酸化還元酵素含有亜硝酸酸化細菌の速度論的可塑性

科学分野:

• 微生物生理学および生化学
• 環境微生物学
• 生物地球化学的循環

背景:

• 亜硝酸酸化細菌（NOB）は、亜硝酸を硝酸に変換する硝化プロセスにおいて極めて重要である。
• NOBは、周細胞質（pNXR）または細胞質（cNXR）のいずれかのニトリット酸化還元酵素を利用し、亜硝酸親和性とエネルギー収量に影響を与える。
• cNXR含有NOBは、伝統的に、高亜硝酸濃度と中性pHに適応した低親和性であると考えられてきた。

主な方法:

• 異なる亜硝酸濃度（1 mMおよび10 mM）下でのニトロバクター・ウィノグラツキーNb-255の培養。
• 異なるpH値（7.5および5.5）における見かけのKm（Km(app)）および特異的親和性（ao）の測定。
• 関与するトランスポーターとメカニズムを特定するための速度論的阻害アッセイ。

結論:

• cNXR NOBは、亜硝酸濃度とpHに応答してトランスポーターレベルの調節を介して亜硝酸親和性を動的に調整するための新規メカニズムを有する。
• この速度論的可塑性は、酸性で亜硝酸濃度の低い環境におけるニトロバクターの生態学的成功を説明する。
• これらの発見は、cNXR NOBを単なる高親和性、コピオトロフィック生物であるという伝統的な見方に異議を唱えるものである。