固氮细菌如何检测铁

东英吉利大学的研究人员已经发现固氮细菌如何感知铁 - 一种必需但致命的微量营养素。

一些细菌自然地将氮从土壤中固定成植物可以使用的形式。在自然界中，大多数植物从进行这项工作的土壤细菌或植物和微生物中获取氮，这些植物和微生物死亡并将氮再循环到土壤中。在农业中，土壤富含合成氮肥。

事实上，所有生命形式都需要铁才能生存，但过多的金属可能是灾难性的。在健康细胞中，许多系统调节这种微妙的平衡。

在许多固氮细菌中，一种名为RirA的蛋白质在调节铁中起着关键作用。它可以感知高水平的金属，并有助于关闭产生更多铁的蛋白质。

RirA含有四个铁和四个硫原子的簇，作为铁可用性的传感器。但直到现在，这个聚类结构究竟如何检测细胞中的铁水平还不清楚。

UEA研究团队由埃塞克斯大学的研究人员与化学学院的Nick Le Brun教授领导。

当使用不同水平的铁时，他们使用称为时间分辨质谱的技术来检查RirA的铁硫簇的感官反应。

结果揭示了簇中的“松散”铁原子。当铁水平下降时，该原子迅速丧失，因为它被清除用于其他必需的细胞过程。

没有它，RirA中的簇就会崩溃，蛋白质变得不活跃，这促使细胞产生蛋白质，使细胞能够从周围环境中吸收铁。

一旦铁水平再次充足，RirA重新恢复其群集并再次变得活跃，停止产生带来更多铁的蛋白质。

铁硫簇在许多蛋白质中很常见，这项工作为它们的各种作用提供了新的见解。它还强调了使用时间分辨质谱法深入研究生物过程的潜力。

Le Brun教授说：“这项研究提供了前所未有的详细信息，说明RirA的铁传感簇如何响应低铁条件，并首次确定了铁硫簇如何用于感测铁。

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