跳到正文
学而记

百科词条

细菌硫酸盐还原原理

硫酸盐还原菌(SRB) 是一类通过异化作用进行 4^ 2– $还原代谢的细菌的统称。在 0. 硫酸盐异化还原(SDR,DSR) 过程中, 4^ 2– $通过【硫酸盐转运体】吸收,由【ATP硫酰化酶 Sat 】与细胞质中的ATP一起激活,形成 腺苷-5’-磷酸硫酸盐(APS) 。随着腺苷酸 AMP 的释放和两个电子的消耗, 腺苷-5’-磷酸硫酸盐(APS) 被 腺苷5

[[硫酸盐还原菌(SRB)]]是一类通过异化作用进行^{2–}$还原代谢的细菌的统称。在[[0. 硫酸盐异化还原(SDR,DSR)]]过程中,^{2–}$通过【硫酸盐转运体】吸收,由【ATP硫酰化酶(Sat)】与细胞质中的ATP一起激活,形成[[腺苷-5’-磷酸硫酸盐(APS)]]。随着腺苷酸(AMP)的释放和两个电子的消耗,[[腺苷-5’-磷酸硫酸盐(APS)]]被[[腺苷5′-磷酸硫酸酐还原酶(Apr)]]还原为^{2–}$。最终^{2–}$还原为^{2–}$,该过程存在两种机理,亚硫酸盐还原酶直接还原和多种酶(【亚硫酸盐还原酶】、【连三硫酸盐还原酶】、【硫代硫酸盐还原酶】)间接还原。[[DsrC]]在^{2–}$的还原过程中作为[[DsrAB]]的生理伴侣,根据目前的发现,[[DsrC]]和[[DsrAB]]是SRB代谢^{2–}$转化为^{2–}$的核心和关键蛋白。

[[硫酸盐同化还原(SAR,ASR)]] [[0. 硫酸盐异化还原(SDR,DSR)]]

主要硫氧化酶的功能及引物

| Enzyme | Gene | Sulfur transformation | Sequence (5'→3') | References | | --------------------------------------------------------- | ------------------ | --------------------------------------------------- | ------------------------------------------------------------------ | ------------------------------------------------------------------------------- | | Sulfur-oxidizing multienzyme complex, subunit B | [[SoxB]] | [SoxYZ]-S-S-SO32–→[SoxYZ]-S-S-+SO42– | 710F-ATCGGYCAGGCYTTYCCSTA <br>1184R-MAVGTGCCGTTGAARTTGC | [[70](https://actamicro.ijournals.cn/html/actamicrocn/2021/6/20210616.htm#b70)] | | Sulfide: quinone oxidoreductase | [[硫化物醌氧化还原酶(SQR)]] | H2S→S0, HSn–+reduced quinol | 437F-CATCCTGCTTCGGCCCNGCNTAYGART <br>982RCCATGGATTCGATRTANCCNGTYT | [[71](https://actamicro.ijournals.cn/html/actamicrocn/2021/6/20210616.htm#b71)] | | Dissimilatory (bi)sulfite reductase, subunits AB | [[DsrAB]] | sulfite+[DsrC protein]- dithiol→a [DsrC]-trisulfide | dsr1F-GAAGTATCCCGAGTCGAAGG <br>dsr1R-GCGCCGGGCGGTGCATCTC | [[72](https://actamicro.ijournals.cn/html/actamicrocn/2021/6/20210616.htm#b72)] | | Sulfite: acceptor oxidoreductase/Sulfite oxidizing enzyme | _sorAB_ | SO32–→SO42– | 100F-ACAGCAAGGCATCCnggnttygtng <br>906R-CCAGAATGTGCCCtccatnayngg | [[71](https://actamicro.ijournals.cn/html/actamicrocn/2021/6/20210616.htm#b71)] |

第一类

[[硫酸盐还原菌(SRB)]]

^{2–}$必须经[[腺苷5′-磷酸硫酸酐还原酶(Apr)]]还原成^{2–}$后,才能被[[0. 异化亚硫酸盐还原酶系统(Dsr)]]还原。Dsr有2个亚基,组成a2β2型结构,以siroheme和-4S$为辅基。

$ SO_4^{2-}、SO_3^{2-}\xrightarrow[NADPH→铁氧化还原蛋白(ferredoxins)→DsrA、DsrB]{普通脱硫弧菌(Desulfovibrio\ vulgaris)}H_2S $

第二类

[[希瓦氏菌(Shewanella sp.)]]

• SirD

• PsrC

作为醌氧化酶将电子通过

• SirC

• PsrB

分别传递到催化亚单位

• SirA

• PsrA

将^{2-}$或^{2-}$直接还原成 $ 。

$ SO_4^{2-}、SO_3^{2-}、S\xrightarrow[NADH→SirD→SirC→SirA]{希瓦氏菌(Shewanella\ oneidensis)}H_2S $ $ S_2O_3^{2-}、S_4O_6^{2-}\xrightarrow[NADH→PsrC→PsrB→PsrA]{希瓦氏菌(Shewanella\ oneidensis)}H_2S $

[[希瓦氏菌(Shewanella sp.)]]也可通过降解半胱氨酸产生 $ 。

中[[Shewanella oneidensis]]有3个酶MdeA、SO_1095和SseA催化该反应

• MdeA是关键酶,该酶与[[0. 绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa,铜绿假单胞菌)]]的[[胱硫醚⁃γ⁃裂合酶(CSE)]]高度同源,表达量高,对 $ 产生的贡献率在70%左右;

• SO_1095也是[[胱硫醚⁃γ⁃裂合酶(CSE)]]的同源物,但对产 $ 的贡献率仅为20%左右;

• SseA是[[0. 3-巯基丙酮酸硫转移酶(3MST)]]的同源物,对产 $ 的贡献率不及10%

这3个酶都受[[C3:半胱氨酸(Cys;cysteine)]]诱导。

至少2个全局调控因子调控着希瓦氏菌的 $ 产生。

• Crp,一种c-AMP受体蛋白,作为正调控因子激活厌氧呼吸产$ 途径

• Arc,一种代谢调节子,作为负调控因子阻遏半胱氨酸降解途径中mdeA的表达。