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Functional and Genomic Evidence of L-Arginine-Dependent Bacterial Nitric Oxide Synthase Activity in <i>Paenibacillus nitricinens</i> sp. nov.

L-アルギニン依存性細菌一酸化窒素合成酵素活性の機能およびゲノム学的証拠:Paenibacillus nitricinens sp. nov. における (機械翻訳の邦題)

Biology2025Saavedra-Tralma D, Gaete A, Merino-Guzmán C, et al.
研究デザインその他の原著論文
対象未確定

記録の確認項目

研究デザイン
その他の原著論文
対象
未確定
出版年
2025
出典
doi.org
抄録の表示
表示あり
出版状態
有効な記録
状態確認日
2026/08/17
収集日
2026/08/03
鮮度
確認期限内
確認段階
自動処理
記録状態
公開

日本語要約(機械生成)

森林土壌から分離された新種 Paenibacillus nitricinens が、好気条件下で L-アルギニン依存性の一酸化窒素合成酵素(bNOS)により NO を産生することを報告した。PCR および全ゲノム配列解析(6.7 Mb、GC含量43.79%)により bnos 様遺伝子の存在を確認し、dDDH および ANI 値から既存種と区別される新種であることを示した。好気条件下での細胞内外の NO 測定では、L-アルギニン濃度依存的に NO 産生が認められ、0.1 µM で検出可能、100 µM で飽和した。また、L-NAME 添加により NO 産生が減少し、酵素反応によることが確認された。脱窒関連遺伝子や一酸化窒素還元酵素遺伝子が存在しないことから、NO 産生は古典的な脱窒経路ではなく、細胞内の酵素機構によるものである。本菌は好気的土壌における NO 発生源として新たな知見を提供する。

この要約は公開抄録のみを根拠にAIが機械的に生成したものです。正確な内容は原文を確認してください。

抄録

Although nitric oxide (NO) production in bacteria has traditionally been associated with denitrification or stress responses in model or symbiotic organisms, functionally validated L-arginine-dependent nitric oxide synthase (bNOS) activity has not been documented in free-living, non-denitrifying soil bacteria. This paper reports Paenibacillus nitricinens sp. nov., a bacterium isolated from rainforest soil capable of synthesizing NO via a bNOS under aerobic conditions. A bnos-specific PCR confirmed gene presence, while whole-genome sequencing (6.7 Mb, 43.79% GC) revealed two nitrogen metabolism pathways, including a bnos-like gene. dDDH (<70%) and ANI (<95%) values with related Paenibacillus strains support the delineation of this isolate as a distinct species. Extracellular and intracellular NO measurements under aerobic conditions showed a dose-dependent response, with detectable production at 0.1 µM L-arginine and saturation at 100 µM. The addition of L-NAME reduced NO formation, confirming enzymatic mediation. The genomic identification of a bnos-like gene strongly supports the presence of a functional pathway. The absence of canonical nitric oxide reductase (Nor) genes or other typical denitrification-related enzymes reinforces that NO production arises from an alternative, intracellular enzymatic mechanism rather than classical denitrification. Consequently, P. nitricinens expands the known repertoire of microbial NO synthesis and suggests a previously overlooked source of NO flux in well-aerated soils.

DOI 10.3390/biology14060733

PMID 40563984

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