元素百科为您介绍中国科学家发现的新型氮代谢方法。中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所杨晨研究组首次发现了一种新型氮代谢途径鸟氨酸氨循环，利用动态代谢流量组和代谢组分析技术。专家表示，这一发现有助于合成生物学家设计和改造蓝藻，实现二氧化碳向生物燃料和化学品的直接转化，为理解和提高作物氮的使用效率提供新的思路。本研究于4月9日在《自然化学生物学》网上发表。
研究人员发现，蓝藻中的鸟氨酸-氨循环含有一种新的生化反应，即精氨酸水解产生鸟氨酸和氨。氮源在蓝藻的自然生存环境中往往缺乏，使其处于氮饥饿状态。因此，蓝藻细胞中氮的“储存”和“周转”对其适应生活环境非常重要，鸟氨酸-氨循环是实现“物流”的核心路线。同时，研究表明，在氮源充足的条件下，鸟氨酸氨循环促进氮同化和储存以最大的速度进行，而在氮源不足的情况下，这种循环使细胞中的氮储存迅速分解，从而满足细胞生长的需要。因此，鸟氨酸-氨循环具有氮储存和激活的功能，对蓝藻适应环境氮源的缺乏和变化极为重要。这一循环广泛存在于蓝藻中，包括许多海洋固氮蓝藻，它对海洋氮的固定乃至地球的氮循环都有非常重要的贡献。
“本研究的核心技术之一是代谢流量组分析技术。杨陈说，经过10年的努力，研究小组利用稳定同位素13C和15N示踪技术，开发了一系列稳态和动态代谢流量分析技术，建立了代谢流量组和代谢组分析技术平台。通过准确及时地掌握细胞代谢网络的运行，揭示不同条件下关键代谢途径的流量变化，为合成生物学、微生物学和生物医学研究提供重要的技术支持。
