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光合作用|氫氣是地球生命的第一電子供體【今日水素氫轉載】( 二 )


最近的幾項研究表明 ， 微生物的氫氣代謝比以前報道的更廣泛 。 研究表明 ， 一些好氧土壤放線菌和酸細菌通過清除低層大氣中的氫氣而持續存在(Constant et al. ，2010;greenen et al. ，2014, 2015a, b) ， 推翻了長期以來認為氫代謝僅限于低氧環境 ， 高氫氣環境的觀點 ， 強調了氫氣對生存和生長的重要性 。 生物化學家同時闡明了依賴于反向電子流的機制 ， 使某些氫化酶能夠在氧氣存在時發揮作用(傳統上認為氧氣是氫化酶活性位點的抑制劑 。 在厭氧系統中 ， 極少含氫化酶呼吸鏈已被描述為在低營養環境中有效地產生能量 。 與此同時 ， 電子分岔的發現擴大了我們對厭氧過程中能量守恒的理解 ， 如纖維素分解發酵、乙酰生成和甲烷生成 。 其他主題 ， 包括厭氧菌內的氫氣感應(Zheng等人 ， 2014)和需氧菌內的氫氣發酵 ， 也正在出現 。
盡管取得了這些進展 ， 但微生物氫氣代謝在微觀和宏觀水平上仍有很多有待發現的地方 。 大多數關于微生物氫氣代謝的研究只集中在氫化酶系統發育樹的少數分支和通用生命樹中的一小部分生物體 。 生理和生化特征主要集中在五個門內的模式生物 ， 變形菌門 ， 厚壁菌門 ， 藍藻門 ， 廣泛archaeota和綠藻門 。 此外 ， 只有一部分氫化酶具有詳細的生化信息和原子拆分結構 。 盡管氫氣代謝在某些環境中對整個生態系統過程的貢獻是公認的 ， 氫化酶在一般土壤和水生生態系統中的作用在很大程度上仍未得到解決 。 因此 ， 氫氣的演化和消耗對群落結構和全球生物地球化學循環的影響需要進一步研究 。