新型乳酸酶型一氧化二氮还原酶家族的发现及其在温室气体减排中的意义

来自全球的研究人员针对一氧化二氮(N2O)减排难题，通过培养热带土壤微生物并结合生理实验与生物信息学分析，鉴定出具有全新催化机制的第III分支乳酸酶型一氧化二氮还原酶(L-N2OR)。该酶虽与经典NosZ还原酶序列差异显著，但保留了关键三维结构特征，能高效催化N2O转化为氮气(N2)。研究拓展了微生物温室气体代谢的认知边界，为气候模型修正和生物减排技术开发提供新靶点。

这项突破性研究揭示了一类前所未见的细菌蛋白家族——第III分支乳酸酶型一氧化二氮还原酶(L-N₂OR)。作为强效温室气体，大气中一氧化二氮(N₂O)浓度已达历史峰值，而现有减排手段远不能满足需求。传统认知中，微生物依赖典型第I/II分支NosZ还原酶将N₂O转化为无害氮气(N₂)。

研究团队另辟蹊径，通过热带土壤微生物培养组学结合多组学联用技术，发现这类序列独特但结构保守的新型催化剂。三维结构模拟显示，L-N₂OR虽与经典NosZ同源性低于20%，却完美保留了铜离子结合位点等关键催化结构域。功能实验证实其具有显著N₂O还原活性，且在Nitrospinota等未培养微生物类群中广泛存在。

该发现改写了微生物氮循环的理论框架：首先证实了第三种独立进化的N₂O代谢通路，其次将Nitrospinota等"微生物暗物质"纳入全球氮循环关键参与者行列。这些突破不仅为气候模型提供新的生物参数，更开辟了基于合成生物学的精准减排新赛道——例如改造土壤微生物群落或开发新型生物固氮工程菌。