ニトロソモナスによるアンモニアの酸化に関する研究

1. PH7の遊離エネルギー計算により、ヒドロキシルアミンへのアンモニアの酸化はエンダルゴニックであり、ヒドロキシルアミンの亜硝酸およびヒドロジンから窒素への酸化がエクセルゴニックであることが示されました。アンモニアの酸化にはエネルギーの消費が必要であることが示唆されています。2。電子受容体としてのメチレンブルーの存在下で、独立栄養硝化微生物の抽出によるヒドロジンの窒素への嫌気性脱水素化、ニトロソモナスは、ヒドロキシルアミンからオキシド酸化窒素への嫌気性脱水素化よりも速くなりませんでした。ヒドロキシルアミンの脱水素化のヒドラジンによる阻害は、基質競合に起因していました。3。空気中の細胞全体は、ヒドラジンから亜硝酸塩を産生しませんでした。それらは、等モル濃度のアンモニアよりも、低濃度のヒドロキシルアミンからの亜硝酸塩をより迅速に産生しました。ヒドロキシルアミンがアンモニアの酸化の中間である場合、この結果は一貫しています。4.全体の細胞によるヒドロキシルアミンからの亜硝酸塩の産生は、ヒドラジンによってわずかに阻害されましたが、アンモニアからの亜硝酸塩の産生は大きく阻害され、少量のヒドロキシルアミンが形成されました。これらの結果は、ヒドロキシルアミンの脱水素化がアンモニアの酸化に必要なエネルギーを供給し、ヒドロジンの脱水素化のエネルギー生産に置き換えられたためにヒドロキシルアミンが現れたことを示唆しました。5.全細胞によるヒドロキシルアミンの酸化はチオウレアによって阻害されませんでしたが、金属結合剤のミクロモル濃度は、アンモニアのヒドロキシルアミンへの酸化を著しく阻害し、アンモニアの酸化が銅に酸化することを示唆しました。アンモニアの活性化のための可能なメカニズムが提案されています。

1. Free-energy calculations for pH7 showed that the oxidation of ammonia to hydroxylamine is endergonic and that the oxidations of hydroxylamine to nitrite and hydrazine to nitrogen are exergonic. It is suggested that the oxidation of ammonia requires the expenditure of energy. 2. The anaerobic dehydrogenation of hydrazine to nitrogen by extracts of the autotrophic nitrifying micro-organism, Nitrosomonas, in the presence of methylene blue as electron acceptor, was less rapid than the anaerobic dehydrogenation of hydroxylamine to nitric oxide. The inhibition by hydrazine of the dehydrogenation of hydroxylamine was attributed to substrate competition. 3. Whole cells in air did not produce nitrite from hydrazine. They produced nitrite from low concentrations of hydroxylamine more rapidly than from equimolar concentrations of ammonia; this result is consistent if hydroxylamine is an intermediate of the oxidation of ammonia. 4. The production of nitrite from hydroxylamine by whole cells was slightly inhibited by hydrazine, but the production of nitrite from ammonia was greatly inhibited and small amounts of hydroxylamine were formed. These results suggested that the dehydrogenation of hydroxylamine supplied energy required for the oxidation of ammonia and that hydroxylamine appeared because the energy production was replaced by that of the dehydrogenation of hydrazine. 5. The oxidation of hydroxylamine by whole cells was not inhibited by thiourea, but micromolar concentrations of the metal-binding agent markedly inhibited the oxidation of ammonia to hydroxylamine, suggesting that the oxidation of ammonia involved copper. A possible mechanism for the activation of ammonia is suggested.