[科普中國(guó)]-亞硝酸還原酶

分類(lèi)

按照輔助因子和反應(yīng)產(chǎn)物的不同可將亞硝酸還原酶分為四類(lèi)：銅型亞硝酸還原酶（Cu-NiRs）；細(xì)胞色素cd1型亞硝酸還原酶（cd1NiRs）；多聚血紅素c亞硝酸還原酶(cc NiRs)；鐵氧化還原蛋白依賴(lài)的亞硝酸還原酶。

銅型亞硝酸還原酶是由三個(gè)相同亞基組成的三聚體蛋白。每個(gè)亞基都含有兩種類(lèi)型的銅原子活性中心，即類(lèi)型I（T1Cu）和類(lèi)型II（T2Cu）2。

細(xì)胞色素cd1型亞硝酸還原酶是可溶的同株異核生殖蛋白，是一個(gè)包含兩個(gè)相同亞基（60kDa）的二聚體。每個(gè)亞基都包含一個(gè)細(xì)胞色素C和一個(gè)細(xì)胞色素d1。cd1NiRs催化NO2生成NO。

鐵氧化還原蛋白依賴(lài)的亞硝酸還原酶主要存在于光合生物中，比如植物、藻類(lèi)和藍(lán)細(xì)菌。蛋白是由三個(gè)結(jié)構(gòu)域組成的球狀蛋白，三個(gè)結(jié)構(gòu)域中間包含siroheme和Fe-S簇（4Fe-4S）兩個(gè)輔基3。

酶活測(cè)定NiRs是胞內(nèi)酶，其氧化還原反應(yīng)過(guò)程中需要供體電子，且大多需要在厭氧條件下進(jìn)行。因此體外檢測(cè)亞硝酸還原酶時(shí)需要在密閉無(wú)氧且有電子供體的情況下才能進(jìn)行檢測(cè)。電子供體有甲基紫精、連二亞硫酸鈉和硫代硫酸鈉等4。

應(yīng)用食品添加亞硝酸鹽能使肉制品呈現(xiàn)出良好的色澤，且具有抑菌和抗氧化作用，是國(guó)家食品衛(wèi)生法允許使用的食品添加劑，在肉制品和腌漬食品中有廣泛的應(yīng)用。但是過(guò)量攝入亞硝酸鹽對(duì)人體的危害很大，可導(dǎo)致急性中毒，并具有致癌性。雖然食用添加亞硝酸鹽肉制品引起中毒的事件時(shí)有發(fā)生，但至今還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有一種物質(zhì)能完全取代它5。在發(fā)酵食品的制備過(guò)程中加入產(chǎn)酶菌體或亞硝酸還原酶，利用酶催化反應(yīng)將亞硝酸鹽降解，控制食品中亞硝酸鹽殘留量6。

水質(zhì)監(jiān)測(cè)目前監(jiān)控食品和水質(zhì)中亞硝酸鹽含量的方法主要有鹽酸萘乙二胺分光光度法、熒光分析法和高效液相色譜法等，但這些方法通常存在靈敏度不高、檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、設(shè)備精致昂貴等問(wèn)題。

以亞硝酸還原酶作為生物識(shí)別元件，通過(guò)換能器可將NiR催化產(chǎn)生的變化轉(zhuǎn)化成可以定量表示的信號(hào)輸出，即利用亞硝酸還原酶制備酶電極，快速準(zhǔn)確地檢測(cè)食品和水中的亞硝酸鹽，有效監(jiān)控亞硝酸鹽污染。