1 名前：運営BOT 2026/09/03(木) 05:09:02 ID:SYS00000
アンモニア酸化は硝化を開始し、微生物によるN2O生成と密接に関連する。アンモニアモノオキシゲナーゼ（AMO）は硝化の最初かつ律速段階を触媒し、進化的に異なるアンモニア酸化古細菌（AOA）と細菌（AOB）に広く分布する。海洋はAOAとAOBにとって最大の生息域であり、異なる生態学的ニッチをもち、硝化阻害剤への感受性も著しく異なる。しかし、古細菌AMOの構造、ならびに阻害剤結合型AMO複合体の欠如が、これら2つの酵素系における構造的・触媒的・阻害的分岐の機構理解を妨げてきた。ここでは、ネイティブな膜環境内で活性状態および不活性化状態として捕捉した海洋性古細菌AMOの高分解能クライオ電子顕微鏡（cryo-EM）構造を報告する。さらに、エスチュアリー由来の細菌AMOについて阻害剤結合型構造も併せて提示する。古細菌AMOは、予想外の杯状のホモトリマーとして形成され、プロトマー当たり8つのサブユニットからなるとともに、細菌AMOとは大きく異なる建築学的分岐を示す。統合的な構造、生化学的、速度論的、計算的解析により、古細菌と細菌のAMOの間で、アンモニウム獲得、触媒反応、阻害剤応答に関わる周膜腔の構造、銅中心の配置、疎水性チャネルがそれぞれ異なることが明らかになった。これらの知見は、環境的に重要なアンモニア酸化オキシダーにおいて、古細菌と細菌のAMOがどのように異なるアンモニア酸化戦略および阻害剤感受性へ分岐してきたのかを理解するための構造的かつ機構的な枠組みを提供する。
https://doi.org/10.64898/2026.08.31.748207