구리의 박테리아 아산화질소 배출 제어 및 비타민 B12 의존 대사에 미치는 영향

전 세계 농업에서 배출되는 온실가스 아산화질소(N2O)는 지난 100년 동안 약 20% 증가했지만, 이러한 배출량의 규제 및 박테리아 세포 대사에 미치는 영향은 잘 이해되지 않고 있다. 탈질소 박테리아는 아산화질소(N2O)를 거쳐 토양의 질산염을 비활성인 이질소가스(N2)로 변환하며, 이 과정의 생화학은 Paracoccus denitrificans에서 광범위하게 연구되었다. 여기에서는 N2O를 N2로 변환하는 아산화질소 환원효소(NosZ)를 암호화하는 유전자의 발현이 세포 외부의 구리 농도에 따라 조절된다는 것을 보여준다. NosZ 활성이 감소함에 따라 방출되는 높은 수준의 N2O는 박테리아가 비타민 B12 의존의 생합성 경로에서 비타민 B12 비의존의 생합성 경로로 전환되도록 하며, 이는 비타민 B12 리보스위치에 의해 조절되는 유전자의 전사 조절을 통해 이루어진다. N2O의 이러한 억제 효과는 외부 비타민 B12의 추가로 회복될 수 있다.