Antecedentes nitrato reductasa

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La disponibilidad de una serie de mutantes que Falta de formiato deshidrogenasa en los Células (17) nos permitió probar directamente la posibilidad Que forman distintas deshidrogenasas Involucrados en el metabolismo de E. coli. A pesar de que Formiato deshidrogenasa que utiliza Azul de metileno o metosulfato de fenazina como Aceptor de electrones no pudo ser detectado Muy bajo en tales mutantes, algunos de los mutantes Todavía formaba gas cuando se cultivaba bajo condiciones Que conducen a la formación de la hidrogenasa formica En la cepa silvestre (Tabla 3). Cuando se usó vilogeno de benzilo como un electrón Aceptor, la evolución del CO2 del formiato O la reducción del colorante en presencia de Formiato no era lineal con el tiempo y es, por lo tanto,Expresada cualitativamente.

Estos resultados apoyan la hipótesis de que dos Formiato deshidrogenasas bioquímicamente distintas Están implicados en la reducción de nitratos y el hidrógeno Formación en E. coli. Sin embargo, las deshidrogenasas de formiato Pueden no ser genéticamente distintos Puesto que, en algunos de los mutantes NR, tanto el Nitrato específica de formiato deshidrogenasa y la Formiato deshidrogenasa implicada en el formicato Hidrógeno se pierden (Tabla 3) como el Resultado de mutaciones que parecen ser simples, Mutaciones puntuales sobre la base de las tasas de reversión(17).

Cuando E. coli se cultiva anaerobiamente, la La adición de nitrato provoca un aumento en el nivel Del citocromo b1. El siguiente espectro Análisis demuestra que el citocromo b1 Componentes formados en presencia y ausencia De nitrato son también cualitativamente distintos. Absoluto Los espectros de las células congeladas-descongeladas Ditionito se muestran en la Fig. 1. Las células cultivadas En presencia de nitratos sólo se presentaron dos Picos mayores entre 500 y 600 nm. Estas Eran de 526 nm (3 bandas) y 555 nm (una banda) en Temperaturas de nitrógeno líquido y 528 y 558 nm a temperatura ambiente. Por otro lado, la Células cultivadas en ausencia de nitrato Picos principales a 528 y 558 nm, un hombro en 549 nm (citocromo c) a temperatura de nitrógeno líquido, Y picos a 530 y 560 nm a temperatura ambiente temperatura. La distinción entre estos b55a Y b558 componentes (identificados por su banda Picos a la temperatura del nitrógeno líquido) era clara En algunos NR-mutantes que tenían niveles reducidos Del citocromo b1. Cuando tales mutantes fueron En condiciones anaeróbicas en presencia de De nitrato, ambos componentes fueron evidentes en la Reducido espectros (Fig. 2, mutante TW-15). Además, Un segundo tipo de mutante, que no formaba Detectable del citocromo b555 cuando Anaerobiamente con nitrato (Fig. 2, cepa RB-12), formaron niveles normales de los componentes b558

Cuando se crece anaeróbicamente en ausencia De nitrato (no se muestra, véase el tipo salvaje no inducido Espectro, Fig. 1). Cuando las cepas de tipo salvaje se cultivaron aeróbicamente, Las bandas del mayor citocromo b Componentes fueron a 555 y 562 nm (en líquido Nitrógeno). Sobre la base de las siguientes Observaciones con NR-mutantes, el b555 Componentes anaeróbicos, inducidos por nitrato Las células parecen ser distintas de la b5a5 Componente en células aeróbicas. NR - mutantes, que Han alterado los niveles del componente b555 cuando Anaerobiamente con nitrato, formó una Distribución normal de los componentes del citocromo, Incluyendo un componente b555, cuando fueron Crecido en condiciones aerobias (Fig. 2). los

Los espectros absolutos mostrados para las células aeróbicas son Idéntico al encontrado en las células aerobias de tipo silvestre Cultivadas bajo estas condiciones, mostrando picos A 555 y 562 nm. Así, el componente principal del citocromo b Encontrado en células cultivadas anaeróbicamente en presencia de De nitrato parece ser fisiológicamente y Genéticamente distintos de los componentes del citocromo b Encontrado bajo otras condiciones de crecimiento.

Las siguientes observaciones implican directamente El componente b555 en el sistema de reducción de nitratos Y proporcionar pruebas de que está compuesto de dos Citocromos distintos que poseen Características espectrales.

DISCUSIÓN

La participación de formiato deshidrogenasa, Citocromo b1 y nitrato reductasa en la reducción de nitrato, se estudio NR-mutantes (17), indican que distintos Componentes de estos componentes están Reducción de nitratos y que existe poco Interacción con otras cadenas de transporte de electrones, Es decir, la reducción de nitratos se produce principalmente Operación secuencial de formiato deshidrogenasa, Citocromo b1 y nitrato reductasa. Severla

Investigadores han demostrado que el NADH Puede servir como donante de electrones para la reducción de nitratos En extractos libres de células de E. coli (2, 5, 6, 13).

Sin embargo, los mutantes NR- que carecen de formiato Deshidrogenasa, pero poseen nitrato reductasa Ni formar nitritos ni eliminar el nitrato del Medio durante el crecimiento (datos no publicados). Cuando Tales mutantes alcanzan la fase estacionaria, sin embargo, Nitrito comienza a acumularse, lo que sugiere que NADH puede servir como donador de Reducción de nitratos sólo en células de fase estacionaria. Por el contrario, el padre de tipo silvestre se acumula Grandes cantidades de nitrito durante el crecimiento Mismas condiciones, y esta acumulación continúa Durante la fase estacionaria. En ninguno de estos Nitritos se reduce aún más, presumiblemente Porque utilizamos 1% de nitrato, una condición que Suprime la formación de la reductasa de nitrito En E. coli (2). El papel específico de la Actividad de la nitrato reductasa ligada al NADH y su Relación con la actividad de nitrato reductasa asociada Con formiato deshidrogenasa es, en la actualidad, desconocido.

La formiato deshidrogenasa implicada en el nitrato Reducción parece ser distinta del formiato Deshidrogenasa implicada en la formiato hidrogenidasa sistema. Esta distinción se basa en Parcialmente en la especificidad aceptor de electrones de la Formiato deshidrogenasa asociada a estos Dos sistemas (5), pero está más claramente demostrado Por la existencia de un formiato funcional Hidrogenasa y un grupo virológi- Formiato deshidrogenasa en NR-mutantes Que carecen de la fenazina metosulfato específico Formiato deshidrogenasa asociada con nitrato reducción. El hecho de que algunos NR- mutantes Falta de estas dos deshidrogenasas de formiato, como Aquí y por otros (14, 22), sugiere que Ambas actividades dependen de una genética común Elemento, tal vez el gen estructural para el formiato Deshidrogenasa. Si ambos son especificados por el mismo Genético, las variaciones genéticas y fisiológicas Observado para las dos deshidrogenasas