上海
撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
一氧化二氮（N₂O）是导致全球变暖和气候变化的因素之一，其在地球大气中的浓度已达到前所未有的水平。目前，N₂O 的排放源超过了其吸收汇，这凸显了全面了解消耗 N₂O 过程的必要性。
表达N₂O还原酶（N₂OR）的微生物将 N₂O 转化为对气候变化无影响的氮气（N₂）。已知的 N₂OR 属于典型的 NosZ 还原酶，NosZ 还原酶分为两个进化支系——支系 I 和支系 II，被认为是 N₂O 还原的关键酶。
2025 年 8 月 20 日，田纳西大学诺克斯维尔分校何广博士作为第一作者，在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为：A novel bacterial protein family that catalyses nitrous oxide reduction 的研究论文。
该研究发现了一个催化一氧化二氮（N₂O）还原反应的新型细菌蛋白家族——内酯酶型 N₂O 还原酶（L-N₂OR）。这一发现扩展了 N₂O 还原酶，有助于加深对 N₂O 消耗源的理解，对温室气体排放和气候变化模型具有重要意义，也为旨在减少 N₂O 排放的创新生物技术提供了更多机会。
何广
论文第一作者何广，2017 年本科毕业于湖南农业大学，2019 年硕士毕业于中国农业大学，2023 年博士毕业于 田纳西大学诺克斯维尔分校，现为田纳西大学诺克斯维尔分校博士后。
在这项最新研究中，研究团队发现了一个此前未被识别的参与 N₂O 还原作用的蛋白质家族——支系III 的内酯酶型 N₂O 还原酶（L-N₂OR），其序列与典型的 NosZ 存在差异，但保留了三维蛋白质结构特征。
研究团队综合生理学、宏基因组学、蛋白质组学和结构建模研究证明，L-N₂OR 催化 N₂O 还原。L-N₂OR 基因存在于多个门类中，主要存在于分布广泛的未被培养菌群中。
这项研究扩大了已知的 N₂OR 的多样性，并表明了此前未被认识到的分类群，例如硝化刺菌门（Nitrospinota）参与了 N₂O 的消耗。
总的来说，N₂OR 多样性的扩展以及新型 N₂O 还原催化剂的发现，有助于加深对 N₂O 消耗源的理解，对温室气体排放和气候变化模型具有重要意义，并为旨在减少 N₂O 排放的创新生物技术提供了更多机会。
论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-025-09401-4
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