水素依存性の硝酸塩から亜硝酸塩・アンモニウムへの異化的還元によるCampylobacterota単離株の増殖

要約

本研究では、分子状水素（H2）を唯一の電子供与体として硝酸塩からアンモニウムへの異化的還元（DNRA）を行う2種のCampylobacterota株（Aliarcobacter butzleri hDNRA1およびSulfurospirillum sp. hDNRA2）が単離された。回分培養および連続培養において、DNRAはH2の存在に厳密に依存し、H2酸化と化学量論的に共役していた。ゲノム・トランスクリプトーム解析により、グループ1b [NiFe]-ヒドロゲナーゼとシトクロムc552亜硝酸還元酵素が主要触媒酵素として同定された。メタゲノム調査では、深海熱水噴出孔周辺を含む多様な生態系にこの能力を持つ細菌が広く分布することが示された。

メカニズム

グループ1b [NiFe]-ヒドロゲナーゼがH2を酸化し、生じた電子がシトクロムc552亜硝酸還元酵素を介してNO2-をNH4+へ還元することでDNRAが進行する。