Project information
Konstrukce mutantních kmenů bakterie Paracoccus denitrificans deficientních v genech pro nitrátreduktasy Nar a Nap

Denitrifikace je častým a ekologicky velice významným procesem, který zásadně ovlivňuje koloběh dusíku v přírodě. Dochází při něm k redukci dusičnanu až na plynný dusík. Denitrifikaci je schopna provádět celá řada mikroorganismů, pro které může dusičnan v nepřítomnosti kyslíku sloužit jako náhradní akceptor elektronů při respiraci. Mezi tyto organismy řadíme i bakterii Paracoccus denitrificans [1]. Celý proces denitrifikace se skládá ze čtyř jednotlivých kroků - respirace dusičnanu (tzv. nitrátové respirace), respirace dusitanu (nitritová respirace), respirace oxidu dusnatého a respirace oxidu dusného. První z těchto kroků, redukce dusičnanu na dusitan, je katalyzovaná membránovou nitrátreduktasou Nar. Aktivní centrum tohoto enzymu je orientováno směrem do cytoplazmy, kde tato reakce probíhá. Je proto nutný transport dusičnanu do buňky, který je limitujícím krokem pro rychost denitrifikace [2]. Bakterie Paracoccus denitrificans disponuje kromě membránové nitrátreduktasy Nar také periplasmatickou nitrátreduktasou Nap, která transport dusičnanu do buňky nevyžaduje. U mutantních kmenů s inaktivním genem pro jednu s nitrátreduktas by bylo možné sledovat odlišnou dynamiku toku elektronů v denitrifikační dráze.

[1] Baker S. C., Ferguson C. J., Ludwig B., Page M. D., Richter O. M. H., Van Spanning R. J. M. Molecular genetics of the genus Paracoccus: Metabolically versatile bacteria with bioenergetic flexibility. Microbiology and Molecular Biology Reviews 62 (4). 1046-1078 (1998).

[2] Moir, J. W. B., Wood N. J. Nitrate and nitrite transport in bacteria. CMLS Cell. Mol. Life Sci. 58. 215-224 (2001).