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氢 化 酶
固氮过程中一个不需要的副反应是固氮酶将H+还原成H:,H:
最后消失在大气中。因此这一过程消耗的ATP能量是一种浪费。由
于这一副反应,仅有40%一60%的电子流经过固氮系统传递给N2,
明显减少固氮过程的总体效率。理论上,如果H:?可以重新变成H+
,能量损失的程度就会减少,固氮过程就会更有效率。直接停止这
一副反应大概是不可能的,因为它是固氮酶活性位点产生的化学反
应,因此,通过改变固氮酶来阻断副反应的同时可能会抑制固氮酶
活性。
氢的代谢
在20世纪70年代中期,发现日本大豆慢生根瘤菌菌株能利用氢
作为能源在微嗜氧(低氧浓度)条件下生长。这些菌株有一种氢化酶
,能吸收大气中的H2并转变成H+。已经开展研究日本大豆慢生根瘤
菌中氢化酶的存在是否影响大豆植株的生长。尽管在不产氢化酶(H
up-)菌株中固氮酶活性很高,但利用产氢化酶(Hup+)菌株接种的植
物比不产氢化酶(Hup—)菌株处理的植物产生更多的生物量和固定
氮。从这些类似的实验中得出结论,像日本大豆慢生根瘤菌这样的
共生重氮生物中存在氢吸收体系会提高其促植物生长的能力,这可
能是因为体
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