厌氧氨氧化（anammox）细菌是全球氮循环的重要参与者，负责将铵和亚硝酸盐直接转化为氮气。厌氧氨氧化细菌具有独特的特征，例如特化的细胞区室——厌氧氨氧化体。与其他厌氧氨氧化细菌一样，Candidatus（Ca.）Brocadia pituitae 的基因组编码多种羟胺氧化还原酶（HAO）旁系同源蛋白，这些酶常被认为负责催化厌氧氨氧化循环中的大多数反应。Ca. B. pituitae 的其中一种 HAO 旁系同源蛋白由 840 个氨基酸组成，本文将其命名为 BpMHAO。该蛋白因其前所未见的结构域组织方式而引人注目，其中包含一个多铜氧化酶样（MCo 样）结构域，随后连接一个 HAO 样结构域。序列与结构分析表明，该 MCo 样结构域与小型漆酶家族具有同源性。光谱表征显示出独特的紫外–可见吸收光谱，初步将其归属于 T3 中心，而电子顺磁共振（EPR）光谱则证实了 T1、T2 和 T3 铜中心的存在。酶学研究表明，该蛋白具有有限的漆酶活性和氧依赖性亚铁氧化酶活性。另一方面，对含有重组 HAO 样结构域的大肠杆菌（Escherichia coli）和奥奈达希瓦氏菌（Shewanella oneidensis）细胞提取物进行的酶活性测定显示，以甲基紫精为电子供体时，该结构域表现出较强的羟胺还原酶活性。我们的结果表明，BpMHAO 可能通过将羟胺转化为肼而在厌氧氨氧化过程或反应中发挥作用。这一特性可能对厌氧氨氧化细菌具有重要意义，其作用方式包括：i）将错误生成的非期望产物羟胺转化为肼，从而减少羟胺并使其能够用于厌氧氨氧化反应；或 ii）利用来自……的羟胺外部介质中作为铵的替代物，将肼直接输送至该循环的最后一步，从而绕过该循环的前几个步骤。
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厌氧氨氧化（anammox）细菌是全球氮循环中的重要参与者，负责将铵和亚硝酸盐直接转化为氮气。厌氧氨氧化细菌具有独特的特征，例如特化的细胞区室——厌氧氨氧化体。与其他厌氧氨氧化细菌一样，Candidatus（Ca.）Brocadia pituitae 的基因组编码多种羟胺氧化还原酶（HAO）旁系同源蛋白，这些酶通常被认为负责催化厌氧氨氧化循环中的大多数反应。Ca. B. pituitae 的其中一种 HAO 旁系同源蛋白由 840 个氨基酸组成，本文将其命名为 BpMHAO。该蛋白因其前所未见的结构域组织方式而引人注目，其中包含一个类多铜氧化酶（MCo-like）结构域，其后连接一个类 HAO 结构域。序列与结构分析表明，该类 MCo 结构域与小型漆酶家族同源。光谱表征显示出一种独特的紫外–可见吸收光谱，初步归属于 T3 中心，而电子顺磁共振（EPR）光谱则证实了 T1、T2 和 T3 铜中心的存在。酶学研究表明，该蛋白具有有限的漆酶活性和氧依赖性亚铁氧化酶活性。另一方面，对含有重组类 HAO 结构域的大肠杆菌（Escherichia coli）和奥奈达希瓦氏菌（Shewanella oneidensis）细胞提取物进行的酶活性测定显示，以甲基紫精为电子供体时，该结构域具有较强的羟胺还原酶活性。我们的结果表明，BpMHAO 可能通过将羟胺转化为肼而在厌氧氨氧化过程/反应中发挥作用。这一特性可能对厌氧氨氧化细菌具有重要意义，具体途径包括：i）通过将其转化，减少因错误合成而产生的不需要的羟胺
转化为肼，使其能够用于厌氧氨氧化反应；或 ii）利用外部介质中的羟胺替代铵，将肼直接输送至该循环的最后一步，从而绕过其初始步骤。
利益冲突声明
作者声明不存在利益冲突。
已声明的资助方信息
葡萄牙科学与技术基金会
，10.54499/2021.04625.BD
，EXPL/BIA-BQM/0768/2021
，MOSTMICRO-ITQB 研发单位（UIDB/04612/2020；UIDP/04612/2020）及（UID/04612/2025，UID/PRR/4612/2025）
，LS4FUTURE 联合实验室（LA/P/0087/2020）
版权
本预印本的版权持有人为作者／资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示本预印本的许可。
本预印本依据
CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议
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发布于2026年7月29日。
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厌氧氨氧化细菌生物化学中的新成员：一种多结构域 HAO 样蛋白
Susana F
Fernandes
，
Catarina Martins
Alves
，
Catarina M.
Paquete
，
Ricardo O.
Louro
，
Filipe
Folgosa
bioRxiv
2026.07.28.741245；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.07.28.741245
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厌氧氨氧化细菌生物化学中的新成员：一种多结构域类羟胺氧化还原酶（HAO）蛋白
Susana F Fernandes，
Catarina Martins Alves，
Catarina M. Paquete，
Ricardo O. Louro，
Filipe Folgosa
bioRxiv
2026.07.28.741245；
doi：
https://doi.org/10.64898/2026.07.28.741245
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关键词：厌氧氨氧化 · 多结构域HAO样蛋白 · 多铜氧化酶 · 羟胺还原酶活性 · 肼代谢 · 铜中心光谱表征
原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.28.741245v1?rss=1