微生物可以將氮化合物轉(zhuǎn)化為具有活性且有毒的一氧化氮，或轉(zhuǎn)化為惰性且無害的氮氣。氮的微生物轉(zhuǎn)化通常被描述為一個由六個有序進行的不同過程組成的循環(huán)，同化、氨化、硝化、反硝化、厭氧氨氧化和固氮。這種氮循環(huán)的觀點意味著氮氣首先被固定到氨上，然后被同化為有機氮（即生物質(zhì)）。有機氮的降解，氨化，釋放出一分子氨，隨后通過硝化作用氧化成硝酸鹽(NH₄⁺→NO₂^?→NO₃^?)，并最終通過反硝化作用轉(zhuǎn)化回氮氣(NO₃^?→NO₂^?→NO→N₂O→N₂)或厭氧氨氧化(NO₂^?+NH₄⁺→N₂)。

氮對于生物體的重要性不言而喻，而近年來人們對于全球氣候變化的關(guān)注和研究中，由于人口的過快增長和化肥使用量的急劇增加，發(fā)現(xiàn)人類已經(jīng)推動氮循環(huán)超越了可持續(xù)性，例如由于污水的過量排放導(dǎo)致水體中亞硝酸鹽超標，NO₃^?污染是導(dǎo)致沿海地區(qū)死亡區(qū)增加的原因，N₂O被認為是21世紀及以后需要緩解的關(guān)鍵溫室氣體，這些使得對于氮循環(huán)的控制越來越成為一項棘手的工作。因此，科學(xué)和社會有責任關(guān)注氮循環(huán)，并從最終控制氮循環(huán)的微生物中獲取線索。

以下酶進行氮轉(zhuǎn)化：同化硝酸還原酶(NAS)；膜結(jié)合(NAR)和周質(zhì)(NAP、napA)異化硝酸還原酶；亞硝酸鹽氧化還原酶(NXR)；一氧化氮氧化酶(NOD)；含血紅素(Cd₁-NIR)和含銅(Cu-NIR)亞硝酸還原酶；細胞色素C依賴性(cNOR)、對苯二酚依賴性(qNOR)和含銅對苯二酚依賴性一氧化氮還原酶(Cu_ANOR)；NADH依賴性細胞色素P450一氧化氮還原酶(P₄₅₀NOR)；黃酮二鐵一氧化氮還原酶(NORvw)；雜合簇蛋白(HCP)；羥胺氧化還原酶(HAO)；羥胺氧化酶(HOX)；一氧化二氮還原酶(NOS)；一氧化氮歧化酶(NO-D)；同化亞硝酸還原酶(cNIR)；異化周質(zhì)細胞色素C亞硝酸還原酶(ccNIR)；ε-羥胺氧化還原酶(εHAO)；八血紅素亞硝酸還原酶(ONR)；八碳連四硫酸鹽還原酶(OTR)；鉬鐵(MoFe)，鐵鐵(FeFe，anfHGDK)和釩鐵(VFe，vnfHGDK)固氮酶；肼脫氫酶(HDH)；肼合酶(HZS)；氨單加氧酶(AMO)；顆粒甲烷單加氧酶(pMMO)；氰酶(CYN、cynS)和脲酶(URE)。

參考文獻

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