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微生物学通报

羟胺氧化还原酶在生物脱氮中的研究进展
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贵州省科技计划项目(黔科合基础-ZK[2021]);国家自然科学基金青年科学基金(42007223);贵州省教育厅自然科学研究青年人才成长项目(黔教合KY字[2021]086);贵州大学培育项目(贵大培育[2019]50号);贵州大学引进人才科研项目(贵大专基合字[2019]04)


Research progress of hydroxylamine oxidoreductase in biological denitrification
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    摘要:

    羟胺氧化还原酶(hydroxylamine oxidoreductase,HAO)属于多血红素蛋白酶家族,每个单体由7个电子转移血红素和1个催化血红素组成。HAO既可分别催化羟胺和肼的氧化反应,也可催化羟胺、一氧化氮及亚硝酸盐的还原反应。不同硝化细菌中,HAO的最适温度、pH、底物、产物特异性及酶抑制剂等存在差异。作为生物硝化过程的关键酶,HAO在提升生物脱氮速率及清除硝化中间产物(羟胺)对生物的毒害方面发挥重要作用。本文系统综述了HAO在脱氮微生物中的分布、蛋白结构、表达调控及其活性等,总结其在不同硝化细菌中的生物化学特性,最后对HAO进一步的研究方向进行展望,有助于深入理解生物脱氮过程和微生物体内羟胺代谢的机理,为优化废水处理工艺提供新的指导。

    Abstract:

    Hydroxylamine oxidoreductase (HAO) is a multiheme protein,and each monomer consists of seven electron transfer hemes and one catalytic heme.HAO can catalyze the oxidation of hydroxylamine and hydrazin or the reduction of hydroxylamine,nitrite oxide,and nitrite.The optimum temperature,pH,substrate,product specificity,and inhibitor of HAO vary among different nitrifying bacteria.As a key enzyme in nitrification,HAO plays an important role in improving the biological nitrogen removal rate and eliminating the toxicity of nitrification intermediates (hydroxylamine).This article systematically reviewed the distribution,structure,expression regulation,and activity of HAO in denitrifying microorganisms,summarized the biochemical properties of HAO in different nitrifying bacteria,and finally put forward the future research directions of HAO.This review is helpful for understanding the biological denitrification process and the mechanism of hydroxylamine metabolism in microorganisms and will shed new light on the optimization of wastewater treatment.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

吴启凤,丁晨雨,何腾霞,陈梦苹,张漫漫. 羟胺氧化还原酶在生物脱氮中的研究进展[J]. 微生物学通报, 2022, 49(3): 1120-1134

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  • 收稿日期:2021-09-12
  • 最后修改日期:
  • 录用日期:2021-11-19
  • 在线发布日期: 2022-03-07
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