アンモニア酸化古細菌による亜酸化窒素生産に関する批判的レビュー

A Critical Review on Nitrous Oxide Production by Ammonia-Oxidizing Archaea.

• Lan Wu
• Xueming Chen
• Wei Wei
• Yiwen Liu
• Dongbo Wang
• Bing-Jie Ni

抄録

大気中の亜酸化窒素（N2O）の継続的な増加は、その強力な温室効果ガスとしての性質から世界的な関心事となっている。アンモニア酸化古細菌（AOA）のアンモニア酸化における重要な役割とN2O産生への関与を考えると、古細菌のN2O産生に関する知見を明確に理解することは、地球規模のN2O緩和のために必要である。アンモニア酸化細菌(AOB)による細菌性N2O産生と比較して，AOAが駆動するN2O産生経路はあまり解明されていない．本研究では，現在提案されているAOA駆動型N2O産生経路を酵素学的な区別と組み合わせて合成し，N2O産生経路に関与するAOA種の役割を分析し，自然環境と人為的環境の両方でのN2O産生に対するAOAの相対的な寄与を議論し，古細菌のN2O収量に影響を与える要因をまとめ，アンモニア酸化剤に関連するN2O産生を区別するために使用されるアプローチ間の区別を比較した．その後、我々は、生産経路、関与する推定酵素と潜在的に効果的なN2Oの緩和を達成するために識別のための潜在的なアプローチの私達の理解をさらに向上させるために、古細菌のN2O生産と将来の課題のための展望を提示します。

The continuous increase of nitrous oxide (N2O) in the atmosphere has become a global concern due to its property as a potent greenhouse gas. Given the important role of ammonia-oxidizing archaea (AOA) in ammonia oxidation and their involvement in N2O production, a clear understanding of the knowledge on archaeal N2O production is necessary for global N2O mitigation. Compared to bacterial N2O production by ammonia-oxidizing bacteria (AOB), AOA-driven N2O production pathways are less-well elucidated. In this review, we synthesized the currently proposed AOA-driven N2O production pathways in combination with enzymology distinction, analysed the role of AOA species involved in N2O production pathways, discussed the relative contribution of AOA to N2O production in both natural and anthropogenic environments, summarised the factors affecting archaeal N2O yield, and compared the distinctions among approaches used to differentiate ammonia oxidizer-associated N2O production. We then put forward perspectives for archaeal N2O production and future challenges to further improve our understanding of the production pathways, putative enzymes involved and potential approaches for identification in order to potentially achieve effective N2O mitigations.