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作者:冯玉平;王静蕾;薛冬梅;
单位:天津师范大学天津市水资源与水环境重点实验室;天津师范大学地理学部;
摘要:固氮酶是自然界氮循环的关键酶,能够催化惰性氮气(N2)还原为生物可利用的氨(NH_3)。目前研究较多的钼固氮酶(Mo-nitrogenase)和钒固氮酶(V-nitrogenase),在结构、催化特性及环境响应方面存在显著差异。结构上,钒固氮酶含有特有的δ亚基,且其编码基因与钼固氮酶不同;催化机制上,钼固氮酶对N2还原更具专一性,而钒固氮酶对乙炔等底物表现出更强的还原能力;此外,二者对一氧化碳(CO)的敏感性不同,钼固氮酶易受其抑制,而钒固氮酶可在高CO浓度下将其还原,这些差异影响二者在不同环境中的功能表现。本文系统阐述了两类固氮酶在结构特征、催化机理及其对环境因子响应等方面的异同,旨在增进对生物固氮动态变化的认识,为优化草地农业生产中氮素管理提供参考,并为理解草原、森林和荒漠等生态系统的固氮机制及退化修复提供科学依据。
关键词:固氮酶;;分子结构;;反应机理;;调节因子
基金资助:国家自然科学基金项目(41973017,42361144860)