Abstract
Ammonium and methane are inert molecules and dedicated enzymes are required to break up the N-H and C-H bonds. Until recently, only aerobic microorganisms were known to grow by the oxidation of ammonium or methane. Apart from respiration, oxygen was specifically utilized to activate the inert substrates. The presumed obligatory need for oxygen may have resisted the search for microorganisms that are capable of the anaerobic oxidation of ammonium and of methane. However extremely slowly growing, these “impossible” organisms exist and they found other means to tackle ammonium and methane. Anaerobic ammonium-oxidizing (anammox) bacteria use the oxidative power of nitric oxide (NO) by forging this molecule to ammonium, thereby making hydrazine (N2H4). Nitrite-dependent anaerobic methane oxidizers (N-DAMO) again take advantage of NO, but now apparently disproportionating the compound into dinitrogen and dioxygen gas. This intracellularly produced dioxygen enables N-DAMO bacteria to adopt an aerobic mechanism for methane oxidation.
Although our understanding is only emerging how hydrazine synthase and the NO dismutase act, it seems clear that reactions fully rely on metal-based catalyses known from other enzymes. Metal-dependent conversions not only hold for these key enzymes, but for most other reactions in the central catabolic pathways, again supported by well-studied enzymes from model organisms, but adapted to own specific needs. Remarkably, those accessory catabolic enzymes are not unique for anammox bacteria and N-DAMO. Close homologs are found in protein databases where those homologs derive from (partly) known, but in most cases unknown species that together comprise an only poorly comprehended microbial world.
Access this chapter
Tax calculation will be finalised at checkout
Purchases are for personal use only
References
D. J. Arp, L. Y. Stein, Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 2003, 38, 471–495.
M. A. Culpepper, A. C. Rosenzweig, Crit. Rev. Biochem Mol. Biol. 2012, 47, 483–492.
T. J. Lawton, J. Ham, T. Sun, A. C. Rosenzweig, Proteins, 2014, 82, 2263–2267.
R. Hatzenpichler, Appl. Environ. Microbiol. 2012, 78, 7501–7510.
W. Martens-Habbena, P. M. Berube, H. Urakawa, J. R. de la Torre, D. A. Stahl, Nature 2009, 461, 976–979.
N. Vajrala, W. Martens-Habbena, L. A. Sayavedra-Soto, A. Schauer, P. J. Bottomley, D. A. Stahl, D. J. Arp, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2013, 110, 1006–1011.
M. Strous, J. J. Heijnen, J. G. Kuenen, M. S. M. Jetten, Appl. Microbiol. Biotechnol. 1998, 50, 589–596.
M. C. Schmid, B. Maas, A. Dapena, K. van de Pas-Schoonen, J. van de Vossenberg, B. Kartal, L. van Niftrik, I. Schmidt, I. Cirpus, J. G. Kuenen, M. Wagner, J. S. Sinninghe Damsté, M. Kuypers, N. P. Revsbech, R. Mendez, M. S. M. Jetten, M. Strous, Appl. Environ. Microbiol. 2005, 71, 1677–1784.
(a) A. A. van de Graaf, A. Mulder, P. de Bruijn, M. S. M. Jetten, L. A. Robertson, J. G. Kuenen, Appl. Environ. Microbiol. 1995, 61, 1246–1251. (b) A. A. van de Graaf, P. de Bruijn, L. A. Robertson, M. S. M. Jetten, J. G. Kuenen, Microbiology 1996, 142, 2187–2196.
M. Strous, J. A. Fuerst, E. H. Kramer, S. Logemann, G. Muyzer, K.T. van de Pas-Schoonen, R. Webb, J. G. Kuenen, M. S. M. Jetten, Nature 1999 , 400, 446–449.
H. J. M. Op den Camp, B. Kartal, D. Guven, L. A. van Niftrik, H. C. Haaijer, W. R. van der Star, K. T. van de Pas-Schoonen, A. Cabezas, Z. Ying, M. C. Schmid, M. M. Kuypers, J. van de Vossenberg, H. R. Harhangi, C. Picioreanu, M. C. van Loosdrecht, J. G. Kuenen, M. Strous, M. S. M. Jetten, Biochem. Soc. Trans. 2006, 34, 174–178.
B. Kartal, L. van Niftrik, J. T. Keltjens, H. J. M. Op den Camp, M. S. M. Jetten, Adv. Microb. Physiol. 2012, 60, 211–262.
B. Kartal, J. G. Kuenen, M. C. van Loosdrecht, Science 2010, 328, 702–703.
(a) K. Knittel, A. Boetius, Annu. Rev. Microbiol. 2009, 63, 311–334. (b) R. K. Thauer, Curr. Opin. Microbiol. 2011, 14, 292–299. (c) J. Milucka, T. G. Ferdelman, L. Polerecky, D. Franzke, G. Wegener, M. Schmid, I. Lieberwirth, M. Wagner, F. Widdel, M. M. Kuypers, Nature 2012, 491, 541–546. (d) T. Holler, G. Wegener, H. Niemann, C. Deusner, T. G. Ferdelman, A. Boetius, B. Brunner, F. Widdel, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, E1484–1490.
M. F. Haroon, S. Hu, Y. Shi, M. Imelfort, J. Keller, P. Hugenholtz, Z. Yuan, G. W. Tyson, Nature 2013, 500, 567–570.
A. A. Raghoebarsing, A. Pol, K. T. van de Pas-Schoonen, A. J. Smolders, K. F. Ettwig, W. I. Rijpstra, S. Schouten, J. S. Damsté, H. J. M. Op den Camp, M. S. M. Jetten, M. Strous, Nature 2006, 440, 918–921.
K. F. Ettwig, S. Shima, K. T. van de Pas-Schoonen, J. Kahnt, M. H. Medema, H. J. M. Op den Camp, M. S. M. Jetten, M. Strous, Environ. Microbiol. 2008, 10, 3164–3173.
K. F. Ettwig, M. K. Butler, D. Le Paslier, E. Pelletier, S. Mangenot, M. M. Kuypers, F. Schreiber, B. E. Dutilh, J. Zedelius, D. de Beer, J. Gloerich, H. J. Wessels, T. van Alen, F. Luesken, M. L. Wu, K. T. van de Pas-Schoonen, H. J. M. Op den Camp, E. M. Janssen-Megens, K. J. Francoijs, H. Stunnenberg, J. Weissenbach, M. S. M. Jetten, M. Strous, Nature 2010, 464, 543–548.
(a) L. Chistoserdova, M. G. Kalyuzhnaya, M. E. Lidstrom, Annu. Rev. Microbiol. 2009, 63, 477–499. (b) L. Chistoserdova, Environ. Microbiol. 2011, 13, 2603–2622.
(a) A. A. van de Graaf, P. de Bruijn, L. A. Robertson, M. S. M. Jetten, J. G. Kuenen, Microbiology 1997, 143, 2415–21. (b) J. Schalk, H. Oustad, J. G. Kuenen, M. S. M Jetten, FEMS Microbiol. Lett. 1998, 158, 61–67.
M. Strous, E. Pelletier, S. Mangenot, T. Rattei, A. Lehner, M. W. Taylor, M. Horn, H. Daims, D. Bartol-Mavel, P. Wincker, V. Barbe, N. Fonknechten, D. Vallenet, B. Segurens, C. Schenowitz-Truong, C. Médigue, A. Collingro, B. Snel, B. E. Dutilh, H. J. M. Op den Camp, C. van der Drift, I. Cirpus, K. T. van de Pas-Schoonen, H. R. Harhangi, L. van Niftrik, M. Schmid, J. T. Keltjens, J. van de Vossenberg, B. Kartal, H. Meier, D. Frishman, M. A. Huynen, H. W. Mewes, J. Weissenbach, M. S. M. Jetten, M. Wagner, D. Le Paslier, Nature 2006, 440, 790–794.
B. Kartal, W. J. Maalcke, N. M. de Almeida, I. Cirpus, J. Gloerich, W. Geerts, H. J. M. Op den Camp, H. R. Harhangi, E. M. Janssen-Megens, K. J. Francoijs, H. G. Stunnenberg, J. T. Keltjens, M. S. M. Jetten, M. Strous, Nature 2011, 479,127–130.
(a) M. R. Lindsay, R. I. Webb, M. Strous, M. S. M. Jetten, M. K. Butler, R. J. Forde, J. A. Fuerst, Arch. Microbiol. 2001, 175, 413–429. (b) L. A. van Niftrik, J. A. Fuerst, J. S. Sinninghe Damsté, J. G. Kuenen, M. S. M. Jetten, M. Strous, FEMS Microbiol. Lett. 2004, 233, 7–13. (c) L. van Niftrik, W. J. Geerts, E. G. van Donselaar, B. M. Humbel, A. Yakushevska, A. J. Verkleij, M. S. M. Jetten, M. Strous, J. Struct. Biol. 2008, 161, 401–410. (d) L. van Niftrik, W. J. Geerts, E. G. van Donselaar, B. M. Humbel, R. I. Webb, J. A. Fuerst, A. J. Verkleij, M. S. M. Jetten, M. Strous, J. Bacteriol. 2008, 190, 708–717.
(a) L. van Niftrik, M. van Helden, S. Kirchen, E. G. van Donselaar, H. R. Harhangi, R. I. Webb, J. A. Fuerst, H. J. M. Op den Camp, M. S. M. Jetten, M. Strous, Mol. Microbiol. 2010, 77, 701–715. (b) R. Karlsson, A. Karlsson, O. Bäckman, B. R. Johansson, S. Hulth, FEMS Microbiol. Lett. 2009, 297, 87–94. (c) R. Karlsson, A. Karlsson, O. Bäckman, B. R. Johansson, S. Hulth, FEMS Microbiol. Lett. 2014, 354, 10–18.
L. van Niftrik, M. S. M. Jetten, Microbiol. Mol. Biol. Rev. 2012, 76, 585–596.
B. Kartal, N. M. de Almeida, W. J. Maalcke, H. J. M. Op den Camp, M. S. M. Jetten, J. T. Keltjens, FEMS Microbiol. Rev. 2013, 37, 428–461.
N. M. de Almeida, W. J. Maalcke, J. T. Keltjens, M. S. M. Jetten, B. Kartal B, Biochem. Soc. Trans. 2011, 39, 303–308.
(a) B. Kartal, J. Rattray, L. A. van Niftrik, J.van de Vossenberg, M. C. Schmid, R. I. Webb, S. Schouten, J. A. Fuerst, J.S. Sinninghe Damsté, M. S. M. Jetten, M. Strous, Syst. Appl. Microbiol. 2007, 30, 39–49. (b) B. Kartal, M. M. M. Kuypers, G. Lavik, J. Schalk, H. J. M. Op den Camp, M. S. M. Jetten, M. Strous, Environ. Microbiol. 2007, 9, 635–642. (c) B. Kartal, L. van Niftrik, J. Rattray, J. L.van de Vossenberg, M. C. Schmid, J. Sinninghe Damsté, M. S. M. Jetten, M. Strous, FEMS Microbiol. Ecol. 2008, 63, 46–55.
M. L. Wu, S. de Vries S, T. A. van Alen, M. K. Butler, H. J. M. Op den Camp, J. T. Keltjens, M. S. M. Jetten, M. Strous, Microbiology 2011, 157, 890–898.
(a) S. J. Ferguson, V. Fülöp, Subcell. Biochem. 2000, 35, 519–540. (b) O. Einsle, P. M. H. Kroneck, Biol. Chem. 2004, 385, 875–883. (c) P. Tavares, A. S. Pereira, J. J. Moura, I. Moura, J. Inorg. Biochem. 2006, 100, 2087–2100. (d) I. S. MacPherson, M. E. Murphy, Cell. Mol. Life Sci. 2007, 64, 2887–2899. (e) S. Rinaldo A. Arcovito, G. Giardina, N. Castiglione, M. Brunori, F. Cutruzzolà, Biochem. Soc. Trans. 2008, 36, 1155–1159. (f) A. C. Merkle, N. Lehnert, Dalton Trans. 2012, 41, 3355–3368.
(a) P. A. Williams, V. Fülöp, E. F. Garman, N. F. Saunders, S. J. Ferguson, J. Hajdu, Nature 1997, 389, 406–412. (b) D. Nurizzo, M. C. Silvestrini, M. Mathieu, F. Cutruzzolà, D. Bourgeois, V. Fülöp V, J. Hajdu, M. Brunori, M. Tegoni, C. Cambillau, Structure 1997, 5, 1157–1171. (c) D. Nurizzo, F. Cutruzzolà, M. Arese, D. Bourgeois, M. Brunori, C. Cambillau, M. Tegoni, Biochemistry 1998, 37, 13987–13996.
(a) S. Kawasaki, H. Arai, T. Kodama, Y. Igarashi, J. Bacteriol. 1997, 179, 235–242. (b) S. Bali, A. D. Lawrence, S. A. Lobo, L. M. Saraiva, B. T. Golding, D. J. Palmer, M. J. Howard, S. J. Ferguson, M. J. Warren, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 18260–18265.
J. van de Vossenberg, D. Woebken, M. J. Maalcke, H. J. Wessels, B. E. Dutilh, B. Kartal, E. M. Janssen-Megens, G. Roeselers, J. Yan, D. Speth, J. Gloerich, W. Geerts, E. van der Biezen, W. Pluk, K. J. Francoijs, L. Russ, P. Lam, S. A. Malfatti, S. G. Tringe, S. C. Haaijer, H. J. M. Op den Camp, H. G. Stunnenberg, R. Amann, M. M. Kuypers, M. S. M. Jetten, Environ Microbiol. 2013, 15, 1275–1289.
D. Hira, H. Toh, C. T. Migita, H. Okubo, T. Nishiyama, M. Hattori, K. Furukawa, T. Fujii, FEBS Lett. 2012, 586, 1658–1663.
Z. Hu D. R. Speth, K. J. Francoijs, Z. X. Quan, M. S. M. Jetten, Front. Microbiol. 2012, 3, 366.
F. Gori, S. G. Tringe, B. Kartal, E. Marchiori M. S. M. Jetten, Biochem. Soc. Trans. 2011, 39, 1799–1804.
(a) G. W. Pettigrew, A. Echalier, S. R. Pauleta, J. Inorg. Biochem. 2006, 100, 551–567. (b) J. M. Atack, D. J. Kelly, Adv. Microb. Physiol. 2007, 52, 73–106.
(a) C. M. Wilmot, V. L. Davidson, Curr. Opin. Chem. Biol. 2009, 13, 469–474. (b) C. M. Wilmot, E. T. Yukl, Dalton. Trans. 2013, 42, 3127–3135. (c) S. Shin S, V. L. Davidson, Arch. Biochem. Biophys. 2014, 544C, 112–118.
(a) S. L. Edwards, T. L. Poulos, J. Biol. Chem. 1990, 265, 2588–2595. (b) E. T. Yukl, B. R. Goblirsch, V. L. Davidson, C. M. Wilmot, Biochemistry 2011, 50, 2931–2938.
M. Jormakka, S. Törnroth, B. Byrne, S. Iwata, Science 2002, 295, 1863–1868.
(a) A. B. Hooper, A. Nason, J. Biol. Chem. 1965, 240, 4044–4057. (b) K. R. Terry, A. B. Hooper, Biochemistry 1981, 20, 7026–7032.
A. B. Hooper, T. Vannelli, D. J. Bergmann, D. M. Arciero, Antonie Van Leeuwenhoek 1997, 71, 59–67.
(a) N. Igarashi, H. Moriyama, T. Fujiwara, Y. Fukumori, N. Tanaka, Nat. Struct. Biol. 1997, 4, 276–284. (b) P. E. Cedervall, A. B. Hooper, C. M. Wilmot, Acta Crystallogr. Sect F Struct. Biol. Cryst. Commun. 2009, 65, 1296–1298. (c) P. Cedervall, A. B. Hooper, C. M. Wilmot, Biochemistry 2013, 52, 6211–6218.
W. J. Maalcke, A. Dietl, S. J. Marritt, J. N. Butt, M. S. M. Jetten, J. T. Keltjens, T. R. Barends, B. Kartal, J. Biol. Chem. 2014, 289, 1228–1242.
(a) M. G. Klotz, M. C. Schmid, M. Strous, H. J. M. op den Camp, M. S. M. Jetten, A. B. Hooper, Environ. Microbiol. 2008, 10, 3150–3163. (b) J. Simon, M. G. Klotz, Biochim. Biophys. Acta 2013, 1827, 114–135.
M. Shimamura, T. Nishiyama, K. Shinya, Y. Kawahara, K. Furukawa, T. Fujii, J. Biosci. Bioeng. 2008, 105, 243–248.
J. Schalk, S. de Vries, J. G. Kuenen, M. S. M. Jetten, Biochemistry 2000, 39, 5405–5412.
W. L. DeLano, The PyMOL Molecular Graphics System, DeLano Scientific, San Carlos, CA, USA, 2002, http://www.pymol.org.
M. L. Fernández, D. A. Estrin, S. E. Bari, J. Inorg. Biochem. 2008, 102, 1523–1530.
M. Shimamura, T. Nishiyama, H. Shigetomo, T. Toyomoto, Y. Kawahara, K. Furukawa, T. Fujii, Appl. Environ. Microbiol. 2007, 73, 1065–1072.
W. J. Maalcke, Multiheme Protein Complexes of Anaerobic Ammonium-Oxidizing Bacteria, PhD Thesis, Radboud University of Nijmegen (The Netherlands), 2012.
(a) J. Kostera, J. McGarry, A. A. Pacheco, Biochemistry 2010, 49, 8546–8553. (b) A. A. Pacheco, J. McGarry, J. Kostera, A. Corona, Methods Enzymol. 2011, 486, 447–463.
(a) H. B. Gray, B. G. Malmström, R. J. P. Williams, J. Biol. Inorg. Chem. 2000, 5, 551–559. (b) H. B. Gray, J. R. Winkler, Biochim. Biophys. Acta 2010, 1797, 1563–1572. (c) M. Choi, V. L. Davidson, Metallomics 2011, 3, 140–151.
(a) I. V. Pearson, M. D. Page, R. J. van Spanning, S. J. Ferguson, J. Bacteriol. 2003, 185, 6308–6315. (b) K. A. Sam, S. A. Fairhurst, R. N. Thorneley, J. W. Allen, S. J. Ferguson, J. Biol. Chem. 2008, 283, 12555–12563.
F. ten Brink, B. Schoepp-Cothenet, R. van Lis, W. Nitschke, F. Baymann, Biochim. Biophys. Acta 2013, 1827, 1392–1406.
D. V. Dibrova, D. A. Cherepanov, M. Y. Galperin, V. P. Skulachev, A. Y. Mulkidjanian, Biochim. Biophys. Acta 2013, 1827, 1407–1427.
(a) X. Gao, X. Wen, L. Esser, B. Quinn, L. Yu, C. A. Yu, D. Xia, Biochemistry 2003, 42, 9067–9080. (b) X. Gao, X. Wen, C. Yu, L. Esser, S. Tsao, B. Quinn, L. Zhang, L. Yu, D. Xia, Biochemistry 2002, 41, 11692–11702. (c) H. Palsdottir, C. G. Lojero, B. L. Trumpower, C. Hunte, J. Biol. Chem. 2003, 278, 31303–31311. (d) L. Esser, B. Quinn, Y. F. Li, M. Zhang, M. Elberry, L. Yu, C. A. Yu, D. Xia, J. Mol. Biol. 2004, 341, 281–302. (e) L. Esser, M. Elberry, F. Zhou, C. A. Yu, L. Yu, D. Xia, J. Biol. Chem. 2008, 283, 2846–2857. (f) S. R. Solmaz, C. Hunte, J. Biol. Chem. 2008, 283, 17542–17549. (g) J. Yan, G. Kurisu, W. A. Cramer, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2006, 103, 69–74. (h) E. Yamashita, H. Zhang, W. A. Cramer, J. Mol. Biol. 2007, 370, 39–52.
(a) H. Claus, Arch. Microbiol. 2003, 179, 145–150. (b) P. Giardina, V. Faraco, C. Pezzella, A. Piscitelli, S. Vanhulle, G. Sannia, Cell. Mol. Life Sci. 2010, 67, 369–385. (c) P. Di Gennaro, A. Bargna, G. Sello, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2011, 90, 1817–1827.
(a) M. C. Machczynski, E. Vijgenboom, B. Samyn, G. W. Canters, Protein Sci 2004, 13, 2388–2397. (b) T. Skálová, J. Dohnálek, L. H. Østergaard, P. R. Østergaard, P. Kolenko, J. Dusková, A. Stepánková, J. Hasek, J. Mol. Biol. 2009, 385, 1165–1178.
M. Sutter, D. Boehringer, S. Gutmann, S. Günther, D. Prangishvili, M. J. Loessner, K. O. Stetter, E. Weber-Ban, N. Ban, Nat. Struct. Mol. Biol. 2008, 15, 939–947.
R. A. Rothery, G. J. Workun, J. H. Weiner, Biochim. Biophys. Acta 2008, 1778, 1897–1929.
M. Jormakka, D. Richardson, B. Byrne, S. Iwata, Structure 2004, 12, 95–104.
S. Lücker, M. Wagner, F. Maixner, E. Pelletier, H. Koch, B. Vacherie, T. Rattei,J. S. Damsté, E. Spieck, D. Le Paslier, H. Daims, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 13479–13484.
S. Lücker, B. Nowka, T. Rattei, E. Spieck, H. Daims, Front. Microbiol. 2013, 4, 27.
M. G. Bertero, R. A. Rothery, M. Palak, C. Hou, D. Lim, F. Blasco, J. H. Weiner, N. C. Strynadka, Nature Struct. Mol. Biol. 2003, 10, 681–687.
C. A. McDevitt, G. R. Hanson, C. J. Noble, M. R. Cheesman, A. G. McEwan, Biochemistry 2002, 41, 15234–15244.
(a) I. Schröder, S. Rech, T. Krafft, J. M. Macy, J. Biol. Chem. 1997, 272, 23765–23768. (b) E. C. Lowe, S. Bydder, R. S. Hartshorne, H. L. Tape, E. J. Dridge, C. M. Debieux, K. Paszkiewicz, I. Singleton, R. J. Lewis, J. M. Santini, D. J. Richardson, C. S. Butler, J. Biol. Chem. 2010, 285, 18433–18442.
H. D. Thorell, K. Stenklo, J. Karlsson, T. Nilsson, Appl. Environ. Microbiol. 2003, 69, 5585–5592.
D. P. Kloer, C. Hagel, J. Heider, G. E. Schulz, Structure 2006, 14, 1377–1388.
(a) P. Lanciano, A. Vergnes, S. Grimaldi, B. Guigliarelli, A. Magalon, J. Biol. Chem. 2007, 282, 17468–17474. (b) S. Zakian, D. Lafitte, A. Vergnes, C. Pimentel, C. Sebban-Kreuzer, R. Toci, J. B. Claude, F. Guerlesquin, A. Magalon, FEBS J. 2010, 277, 1886–1895.
(a) V. B. Borisov, R. B. Gennis, J. Hemp, M. I. Verkhovsky, Biochim. Biophys. Acta 2011, 1807, 1398–1413. (b) A. Giuffrè, V. B. Borisov, M. Arese, P. Sarti, E. Forte, Biochim. Biophys. Acta 2014, 1837, 1178–1187.
S. B. Mohan, M. Schmid, M. S. M. Jetten, J. Cole, FEMS Microbiol. Ecol. 2004, 49, 433–443.
(a) J. Simon, M. Kern, Biochem. Soc. Trans. 2008, 36, 1011–1016. (b) M. Kern, J. Simon, Biochim. Biophys. Acta 2009, 1787, 646–656.
(a) O. Einsle, A. Messerschmidt, P. Stach, G. P. Bourenkov, H. D. Bartunik, R. Huber, P. M. H. Kroneck, Nature 1999, 400, 476–480. (b) O. Einsle, A. Messerschmidt, R. Huber, P. M. H. Kroneck, F. Neese, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11737–11745.
M. J. Sellars, S. J. Hall, D. J. Kelly, J. Bacteriol. 2002, 184, 4187–4196.
R. A. Sanford, J. R. Cole, J. M. Tiedje, Appl. Environ. Microbiol. 2002, 68, 893–900.
(a) M. S. Pittman, K. T. Elvers, L. Lee, M. A. Jones, R. K. Poole, S. F. Park, D. J. Kelly, Mol. Microbiol. 2007, 63, 575–590. (b) M. Kern, F. Eisel, J. Scheithauer, R. G. Kranz, J. Simon, Mol. Microbiol. 2010, 75, 122–137.
A. Welsh, J. Chee-Sanford, L. Connor, F. Löffler, R. Sanford, Appl. Environ. Microbiol. 2014, 80, 2110–2119.
(a) K. M. Polyakov, K. M. Boyko, T. V. Tikhonova, A. Slutsky, A. N. Antipov, R. A. Zvyagilskaya, A. N. Popov, G. P. Bourenkov, V. S. Lamzin, V. O. Popov, J. Mol. Biol. 2009, 389, 846–862. (b) A. A. Trofimov, K. M. Polyakov, K. M. Boyko, T. V. Tikhonova, T. N. Safonova, A. V. Tikhonov, A. N. Popov, V. O. Popov, Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr. 2010, 66, 1043–1047. (c) T. Tikhonova, A. Tikhonov, A. Trofimov, K. Polyakov, K. Boyko, E. Cherkashin, T. Rakitina, D. Sorokin, V. Popov, FEBS J. 2012, 279, 4052–4061. (d) T. V. Tikhonova, A. A. Trofimov, V. O. Popov, Biochemistry (Moscow) 2012, 77, 1129–1138.
(a) C. G. Mowat, E. Rothery, C. S. Miles, L. McIver, M. K. Doherty, K. Drewette, P. Taylor, M. D. Walkinshaw, S. K. Chapman, G. A. Reid, Nature Struct. Mol. Biol. 2004, 11, 1023–1024. (b) S. J. Atkinson, C. G. Mowat, G. A. Reid, S. K. Chapman, FEBS Lett. 2007, 581, 3805–3808.
(a) J. J. Moura, C. D. Brondino, J. Trincão, M. J. Romão, J. Biol. Inorg. Chem. 2004, 9, 791–799. (b) G. Fritz, O. Einsle, M. Rudolf, A. Schiffer, P. M. H. Kroneck, J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 2005, 10, 223–233. (b) P. J. González, C. Correia, I. Moura, C. D. Brondino, J. J. Moura, J. Inorg. Biochem. 2006, 100, 1015–1023. (c) J. Simon, R. J. van Spanning, D. J. Richardson, Biochim. Biophys. Acta 2008, 1777, 1480–1490. (d) B. Kraft, M. Strous, H. E. Tegetmeyer, J Biotechnol. 2011, 155, 104–117. (e) C. Sparacino-Watkins, J. F. Stolz, P. Basu, Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 676–706.
(a) J. M. Dias, M. E. Than, A. Humm, R. Huber, G. P. Bourenkov, H. D. Bartunik, S. Bursakov, J. Calvete, J. Caldeira, C. Carneiro, J. J. Moura, I. Moura, M. Romão, Structure 1999, 7, 65–79. (b) P. Arnoux, M. Sabaty, J. Alric, B. Frangioni, B. Guigliarelli, J. M. Adriano, D. Pignol, Nat. Struct. Biol. 2003, 10, 928–934. (c) B. J. Jepson, S. Mohan, T. A. Clarke, A. J. Gates, J. A. Cole, C. S. Butler, J. N. Butt, A. M. Hemmings, D. J. Richardson, J. Biol. Chem. 2007, 282, 6425–6437. (d) S. Najmudin, P. J. González, J. Trincão, C. Coelho, A. Mukhopadhyay, N. M. Cerqueira, C. C. Romão, I. Moura, J. J. Moura, C. D. Brondino, M. J. Romão, J. Biol. Inorg. Chem. 2008, 13, 737–753. (e) C. Coelho, P. J. González, J. G. Moura, I. Moura, J. Trincão, M. J. Romão, J. Mol. Biol. 2011 , 408, 932–948.
B. Ize, S. J. Coulthurst, K. Hatzixanthis, I. Caldelari, G. Buchanan, E. C. Barclay, D. J. Richardson, T. Palmer, F. Sargent, Microbiology 2009, 155, 3992–4004.
(a) T. H. Brondijk, D. Fiegen, D. J. Richardson, J. A. Cole, Mol. Microbiol. 2002, 44, 245–255. (b) T. H. Brondijk, A. Nilavongse, N. Filenko, D. J. Richardson, J. A. Cole, Biochem. J. 2004, 379, 47–55. (c) A. Nilavongse, T. H. Brondijk, T. W. Overton, D. J. Richardson, E. R. Leach, J. A. Cole, Microbiology 2006, 152, 3227–3237. (d) M. Kern, J. Simon, Microbiology 2009, 155, 2784–2794. (e) M. Kern, J. Simon, Mol. Microbiol. 2008, 69, 1137–1152.
(a) T. Sjögren, M. Svensson-Ek, J. Hajdu, P. Brzezinski, Biochemistry 2000, 39, 10967–10974. (b) A. Jafferji, J. W. Allen, S. J. Ferguson, V. Fulop, J. Biol. Chem. 2000, 275, 25089–25094.
M. L. Wu, T. A. van Alen, E. G. van Donselaar, M. Strous, M. S. M. Jetten, L. van Niftrik, FEMS Microbiol. Lett. 2012, 334, 49–56.
R. J. Schulze, J. Komar, M. Botte, W. J. Allen, S. Whitehouse, V. A. Gold, A. Lycklama, J. A. Nijeholt, K. Huard, I. Berger, C. Schaffitzel, I. Collinson, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2014, 111, 4844–4849.
V. M. Luque-Almagro, A. J. Gates, C. Moreno-Vivián, S. J. Ferguson, D. J. Richardson, M. D. Roldán, Biochem. Soc. Trans. 2011, 39, 1838–1843.
P. J. Simpson, D. J. Richardson, R. Codd, Microbiology 2010, 156, 302–312.
(a) L. Philippot, Trends Microbiol. 2005, 13, 191–192. (b) R. Cramm, R. A. Siddiqui, B. Friedrich, J. Bacteriol. 1997, 179, 6769–6777.
(a) W. G. Zumft, J. Inorg. Biochem. 2005, 99, 194–215. (b) J. Hendriks, A. Oubrie, J. Castresana, A. Urbani, S. Gemeinhardt, M. Saraste, Biochim. Biophys. Acta 2000, 1459, 266–273.
(a) Y. Matsumoto, T. Tosha, A. V. Pisliakov, T. Hino, H. Sugimoto, S. Nagano, Y. Sugita, Y. Shiro, Nature Struct. Mol. Biol. 2012, 19, 238–245. (b) T. Hino, Y. Matsumoto, S. Nagano, H. Sugimoto, Y. Fukumori, T. Murata, S. Iwata, Science 2010, 330, 1666–1670.
Suharti, M. J. F. Strampraad, I. Schröder, S. de Vries, Biochemistry 2001, 40, 2632–2639.
K. Heylen, J.T. Keltjens, Front. Microbiol. 2012, 3, 371.
J. Hemp, R. B. Gennis, Results Probl. Cell Differ. 2008, 45, 1–31.
(a) M. Saraste, J. Castresana, FEBS Lett. 1994, 341, 1–4. (b) J. van der Oost, A. P. N. de Boer, I.-W. L. Gier, W. G. Zumft, A. H. Stouthamer, R. J. M. van Spanning, FEMS Microbial. Lett. 1994, 121, l–10.
(a) T. Fujiwara, Y. Fukumori, J. Bacteriol, 1996. 178, 1866–1871. (b) U. Flock, N. J. Watmough, P. Ädelroth, Biochemistry 2005, 44, 10711–10719. (c) G. Butland, S. Spiro, N. J. Watmough, D. J. Richardson, J. Bacteriol. 2001, 183, 189–199. (d) N. Sakurai, T. Sakurai, Biochemistry 1997, 36, 13809–13815. (e) A. Giuffrè, G. Stubauer, P. Sarti, M. Brunori, W. G. Zumft, G. Buse, T. Soulimane, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1999, 96, 14718–14723. (f) E. Forte, A. Urbani, M. Saraste, P. Sarti, M. Brunori, A. Giuffrè, Eur. J. Biochem. 2001 , 268, 6486–6491.
(a) D. A. Proshlyakov, M. A. Pressler, C. DeMaso, J. F. Leykam, D. L. deWitt, G. T. Babcock, Science 2000, 290, 1588–1591. (b) R. B. Gennis, Biochim. Biophys. Acta 1998, 1365, 241–248. (c) G. T. Babcock, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1999, 96, 12971–12973 (d) M. R. A. Blomberg, P. E. M. Siegbahn, M. Wikström, Inorg. Chem. 2003, 42, 5231–5243. (e) M. Iwaki, A. Puustinen, M. Wikström, P. R. Rich, Biochemistry 2003, 42, 8809–8817.
K. F. Ettwig, D. R. Speth, J. Reimann, M. L. Wu, M. S. M. Jetten, J. T. Keltjens, Front. Microbiol. 2012, 3, 273.
(a) F. H. Thorndycroft, G. Butland, D. J. Richardson, N. J. Watmough, Biochem. J. 2007, 401, 111–119. (b) U. Flock, P. Lachmann, J. Reimann, N. J. Watmough, P. Ädelroth, J. Inorg. Biochem. 2009, 103, 845–850.
(a) P. Ehrenreich, A. Behrends, J. Harder, F. Widdel, Arch. Microbiol. 2000, 173, 58–64. (b) J. Zedelius, R. Rabus, O. Grundmann, I. Werner, D. Brodkorb, F. Schreiber, P. Ehrenreich, A. Behrends, H. Wilkes, M. Kube, R. Reinhardt, F. Widdel, Environ. Microbiol. Rep. 2010, 3, 125–135.
L. Salomonsson, J. Reimann, T. Tosha, N. Krause, N. Gonska, Y Shiro, P. Ädelroth, Biochim. Biophys. Acta 2012, 1817, 1914–1920.
(a) R. L. Lieberman, A. C. Rosenzweig, Nature 2005, 434, 177–182. (b) A. S. Hakemian, K. C. Kondapalli, J. Telser, B. M. Hoffman, T. L. Stemmler, A. C. Rosenzweig, Biochemistry 2008, 47, 6793–6801. (c) S. M. Smith, S. Rawat, J. Telser, B. M. Hoffman, T. L. Stemmler, A. C. Rosenzweig, Biochemistry 2011, 50, 10231–10340.
R. Balasubramanian, S. M. Smith, S. Rawat, L. A. Yatsunyk, T. L. Stemmler, A. C. Rosenzweig, Nature 2010, 465, 115–119.
(a) H. J. Hektor, H. Kloosterman, L. Dijkhuizen, J. Mol. Catal. B 2000, 8, 103–109. (b) H. J. Hektor, H. Kloosterman, L. Dijkhuizen, J. Biol. Chem. 2002, 277, 46966–46973.
(a) C. Anthony, M. Ghosh, Prog. Biophys. Mol. Biol. 1998, 69, 1–21. (b) C. Anthony, P. Williams, Biochim. Biophys. Acta 2003, 1647, 18–23. (c) C. Anthony, Arch. Biochem. Biophys. 2004, 428, 2–9.
(a) L. Masgrau, J. Basran, P. Hothi, M. J. Sutcliffe, N. S. Scrutton, Arch. Biochem. Biophys. 2004, 428, 41–51. (b) S. Y. Reddy, T. C. Bruice, J. Am. Chem. Soc . 2003, 125, 8141–8150. (c) V. L. Davidson, Arch. Biochem. Biophys. 2004, 428, 32–40. (d) S. Y. Reddy, T. C. Bruice, Protein Sci. 2004, 13, 1965–1978. (e) X. Zhang, S. Y. Reddy, T. C. Bruice, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 745–749.
(a) A. Oubrie, B. W. Dijkstra, Protein Sci. 2000, 9, 1265–1273. (b) A. Oubrie, H. J. Rozeboom, K. H. Kalk, E. G. Huizinga, B. W. Dijkstra, J. Biol. Chem. 2002, 277, 3727–3732.
(a) Z. X. Xia, W. W. Dai, J. P. Xiong, Z. P. Hao, V. L. Davidson, S. White, F. S. Mathews, J. Biol. Chem. 1992, 267, 22289–22297. (b) Z. Xia, W. Dai, Y. Zhang, S. A. White, G. D. Boyd, F. S. Mathews, J. Mol. Biol. 1996, 259, 480–501. (c) Z. X. Xia Y. N. He, W. W. Dai, S. A. White, G. D. Boyd, F. S. Mathews, Biochemistry 1999, 38, 1214–1220. (d) Z. X. Xia, W. W. Dai, Y. N. He, S. A. White, F. S. Mathews, V. L. Davidson, J. Biol. Inorg. Chem . 2003, 8, 843–854. (e) M. Ghosh, C. Anthony, K. Harlos, M. G. Goodwin, C. Blake, Structure 1995, 3, 177–187. (f) M. Ghosh, A. Avezoux, C. Anthony, K. Harlos, C. C. Blake, Experientia 1994, 71, 251–260. (g) P. A. Williams, L. Coates, F. Mohammed, R. Gill, P. T. Erskine, A. Coker, S. P. Wood, C. Anthony, J. B. Cooper, Acta Crystallogr. D Biol. Crystallogr. 2005, 61, 75–79. (h) J. M. Choi, H. G. Kim, J. S. Kim, H. S. Youn, S. H. Eom, S. L. Yu, S. W. Kim, S. H. Lee, Acta Crystallogr. Sect. F Struct. Biol. Cryst. Commun. 2011, 67, 513–516.
(a) D. J. Anderson, C. J. Morris, D. N. Nunn, C. Anthony, M. E. Lidstrom, Gene 1990, 90, 173–176. (b) C. J. Morris, Y. M. Kim, K. E. Perkins, M. E. Lidstrom, J. Bacteriol. 1995, 177, 6825–6831. (c) L. Chistoserdova, S. W. Chen, A. Lapidus, M. E. Lidstrom, J. Bacteriol. 2003, 185, 2980–2987.
(a) N. Goosen, R. G. M. Huinen, P. Vandeputte, J. Bacteriol. 1992, 174, 1426–1427. (b) S. Puehringer, M. Metlitzky, R. Schwarzenbacher, BMC Biochemistry 2008, 9, 8. (c) N. Gliese, V. Khodaverdi, H. Görisch, Arch. Microbiol. 2010, 192, 1–14.
M. L. Wu, K. F. Ettwig, M. S. M. Jetten, M. Strous, J. T. Keltjens, L. van Niftrik, Biochem. Soc. Trans. 2011, 39, 243–248.
(a) Y. Hibi, K. Asai, H. Arafuka, M. Hamajima, T. Iwama, K. Kawai, J. Biosci. Bioeng. 2011, 111, 547–549. (b) N. A. Fitriyanto, M. Fushimi, M. Matsunaga, A. Pertiwiningrum, T. Iwama, K. Kawai, J. Biosci. Bioeng. 2011, 111, 613–617. (c) T. Nakagawa, R. Mitsui, A. Tani, K. Sasa, S. Tashiro, T. Iwama, T. Hayakawa, K. Kawai, PloS One 2012, 7, e50480.
A. Pol, T. R. M. Barends, A. Dietl, A. F. Khadem, J. Eygensteyn, M. S. M. Jetten, H. J. M. op den Camp, Environ. Microbiol. 2014, 16, 255–264.
J. T. Keltjens, A. Pol, J. Reimann, H. J. M. op den Camp, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2014, 98, 6163–6183.
M. L. Wu, H. J. C. T. Wessels, A. Pol, H. J. M. Op den Camp, M. S. M. Jetten, L. Van Niftrik, J. T. Keltjens, 2014, submitted for publication.
(a) L. Chistoserdova, J. A. Vorholt, R. K. Thauer, M. E. Lidstrom, Science 1998, 281, 99–102. (b) J. A. Vorholt, L. Chistoserdova, S. M. Stolyar, R. K. Thauer, M. E. Lidstrom, J. Bacteriol. 1999, 181, 5750–5757. (c) L. Chistoserdova, J. A. Vorholt, M. E. Lidstrom, Genome Biol. 2005, 6, 208. (d) L. Chistoserdova, M. E. Rasche, M. E. Lidstrom, J. Bacteriol. 2005, 187, 2508–2512. (e) M. G. Kalyuzhnaya, N. Korotkova, G. Crowther, C. J. Marx, M. E. Lidstrom, J. Bacteriol. 2005, 187, 4607–4614. (f) M. G. Kalyuzhnaya, L. Chistoserdova, Methods Enzymol. 2005, 397, 443–54. (g) M. G. Kalyuzhnaya, O. Nercessian, A. Lapidus, L. Chistoserdova, Environ. Microbiol. 2005, 7, 1909–1916. (h) M. G. Kalyuzhnaya, S. Bowerman, O. Nercessian, M. E. Lidstrom, L. Chistoserdova, Appl. Environ. Microbiol. 2005, 71, 8846–8854. (i) L. Chistoserdova, A. Lapidus, C. Han, L. Goodwin, L. Saunders, T. Brettin, R. Tapia, P. Gilna, S. Lucas, P. M. Richardson, M. E. Lidstrom, J. Bacteriol. 2007, 189, 4020–4027. (j) S. Vuilleumier, L. Chistoserdova, M. C. Lee, F. Bringel, A. Lajus, Y. Zhou, B. Gourion, V. Barbe, J. Chang, S. Cruveiller, C. Dossat, W. Gillett, C. Gruffaz, E. Haugen, E. Hourcade, R. Levy, S. Mangenot, E. Muller, T. Nadalig, M. Pagni, C. Penny, R. Peyraud, D. G. Robinson, D. Roche, Z. Rouy, C. Saenampechek, G. Salvignol, D. Vallenet, Z. Wu, C. J. Marx, J. A. Vorholt, M. V. Olson, R. Kaul, J. Weissenbach, C. Médigue, M. E. Lidstrom, PLoS One 2009, 4, e5584. (k) M. G. Kalyuzhnaya, D. A. Beck, D. Suciu, A. Pozhitkov, M. E. Lidstrom, L. Chistoserdova, ISME J. 2010, 4, 388–398. (l) E. L. Hendrickson, D. A. Beck, T. Wang, M. E. Lidstrom, M. Hackett, L. Chistoserdova, J. Bacteriol. 2010, 192, 4859–4867.
P. Acharya, M. Goenrich, C. H. Hagemeier, U. Demmer, J. A. Vorholt, R. K. Thauer, U. Ermler, J. Biol. Chem. 2005, 280, 13712–13719.
(a) W. Grabarse, M. Vaupel, J. A. Vorholt, S. Shima, R. K. Thauer, A. Wittershagen, G. Bourenkov, H. D. Bartunik, U. Ermler, Structure 1999, 7, 1257–1268. (b) V. Upadhyay, U. Demmer, E. Warkentin, J. Moll, S. Shima, U. Ermler, Biochemistry 2012, 51, 8435–8443.
C. H. Hagemeier, L. Chistoserdova, M. E. Lidstrom, R. K. Thauer, J. A. Vorholt, Eur. J. Biochem. 2000, 267, 3762–3769.
J. A. Vorholt, L. Chistoserdova, M. E. Lidstrom, R. K. Thauer, J. Bacteriol. 1998, 180, 5351–5356.
J. A. Vorholt, M. G. Kalyuzhnaya, C. H. Hagemeier, M. E. Lidstrom, J. Bacteriol. 2005, 187, 6069–6074.
U. Ermler, C. H. Hagemeier, A. Roth, U. Demmer, W. Grabarse, E. Warkentin, J. A. Vorholt, Structure 2002, 10, 1127–1137.
(a) M. Jormakka, B. Byrne, S. Iwata, Curr. Opin. Struct. Biol. 2003, 13, 418–423. (b) J. J. Moura, C. D. Brondino, J. Trincão, M. J. Romão, J. Biol. Inorg. Chem. 2004, 9, 791–799. (c) R. G. Efremov, L. A. Sazanov, Biochim. Biophys. Acta. 2012, 1817, 1785–1795.
C. S. Mota, M. G. Rivas, C. D. Brondino, I. Moura, J. J. Moura, P. J. González, N. M. Cerqueira, J. Biol. Inorg. Chem. 2011, 16, 1255–1268.
J. A. Vorholt, R. K. Thauer, Met. Ions Biol. Syst. 2002, 39, 571–619.
B. K. Pomper, O. Saurel, A. Milon, J. A. Vorholt, FEBS Lett. 2002, 523, 133–137.
B. K. Pomper, J. A. Vorholt, Eur. J. Biochem. 2001, 268, 4769–4775.
(a) U. Ermler, M. Merckel, R. K. Thauer, S. Shima, Structure 1997, 5, 635–646. (b) P. Acharya, E. Warkentin, U. Ermler, R. K. Thauer, S. Shima, J. Mol. Biol. 2006, 357, 870–879.
J. A. Vorholt, M. Vaupel, R. K. Thauer, Mol. Microbiol. 1997, 23, 1033–1042.
(a) A. Hochheimer, D. Linder, R. K. Thauer, R. Hedderich, Eur. J. Biochem. 1996, 242, 156–162. (b) A. Hochheimer, R. A. Schmitz, R. K. Thauer, R. Hedderich, Eur. J. Biochem. 1995, 234, 910–920.
(a) V. N. Gladyshev, J. C. Boyington, S. V. Khangulov, D. A. Grahame, T. C. Stadtman, P. D. Sun, J. Biol. Chem. 1996, 271, 8095–8100. (b) J. C. Boyington, V. N. Gladyshev, S. V. Khangulov, T. C. Stadtman, P. D. Sun, Science 1997, 275, 1305–1308.
H. Raaijmakers, S. Macieira, J. M. Dias, S. Teixeira, S. Bursakov, R. Huber, J. J. Moura, I. Moura, M. J. Romão, Structure 2002, 10, 1261–1272.
(a) R. G. Efremov, R. Baradaran, L. A. Sazanov, Nature 2010, 465, 441–445. (b) R. G. Efremov, L. A. Sazanov, Curr. Opin. Struct. Biol. 2011, 21, 532–540.
G. J. Crowther, G. Kosály, M. E. Lidstrom, J. Bacteriol. 2008, 190, 5057–5062.
(a) R. K. Thauer, K. Jungermann, K. Decker, Bacteriol. Rev. 1977, 41, 100–180.
(b) http://nshs-science.net/chemistry/common/pdf/R-standard_enthalpy_of_formation.pdf (c) http://www.nist.gov/data/PDFfiles/jpcrd6.pdf (d) http://fizyczna.chem.pg.gda.pl/files/2012/10/chf_epm_cr_00.pdf
The Metal-Driven Biogeochemistry of Gaseous Compounds in the Environment, Eds P.M.H. Kroneck, M.E. Sosa Torres; Vol. 14 of Metal Ions in Life Sciences, Eds A. Sigel, H. Sigel, R.K.O. Sigel; Springer Science+Business Media, Dordrecht, The Netherlands, 2014.
Acknowledgments
The contribution by Joachim Reimann was supported by the Netherlands Organization for Scientific Research (ALW grant number 822.02.005). The work by Mike Jetten is facilitated by two European Union Advanced Research Grants (ERC 232937, ERC 339880) and by the Dutch Government “Zwaartekrachtsubsidie” (Gravitation Grant) to the Soehngen Institute for Anaerobic Microbiology (SIAM 024 002 002).
Author information
Authors and Affiliations
Corresponding authors
Editor information
Editors and Affiliations
Abbreviations and Definitions
Abbreviations and Definitions
- ΔG 0′ E0′:
-
Gibbs free energy changes and standard midpoint redox potentials, both at pH 7, were taken or calculated from data presented in [136, 137]
- AMO:
-
ammonium monooxygenase
- anammox:
-
anaerobic ammonium oxidation
- AOA:
-
ammonium-oxidizing Archaea
- AOB:
-
ammonium-oxidizing Bacteria
- ATP:
-
adenosine 5′-triphosphate
- bisPGD:
-
bis(pyrano guanine dinucleotide)
- C1:
-
one-carbon compound
- cNOR:
-
cytochrome c-dependent nitric oxide reductase
- Cyt c :
-
cytochrome c
- DMSO:
-
dimethylsulfoxide
- DNRA:
-
dissimilatory nitrite/ nitrate reduction forming ammonium
- FAD:
-
flavin adenine dinucleotide
- Fae:
-
formaldehyde activating enzyme
- Fhc:
-
formyl transferase/hydrolase
- FDH:
-
formate dehydrogenase
- FMD:
-
molybdenum-containing formylmethanofuran dehydrogenase
- fMFR:
-
formylmethanofuran
- fMFR-DH:
-
formylmethanofuran dehydrogenase
- Fwd:
-
tungsten-containing formylmethanofuran dehydrogenase
- H4F:
-
5,6,7,8-tetrahydrofolate
- H4MPT:
-
5,6,7,8-tetrahydromethanopterin
- HAO:
-
hydroxylamine oxidoreductase
- HCO:
-
heme-copper oxidase
- HDH/HZO:
-
hydrazine dehydrogenase/oxidase
- HQNO:
-
2-heptyl hydroxyquinoline N-oxide
- HZS:
-
hydrazine synthase
- MCO:
-
multicopper oxidase
- MDH:
-
methanol dehydrogenase
- methanogen:
-
Archaeon that grows by the formation of methane
- methanotroph:
-
organism capable of (aerobic) growth on methane
- methylotroph:
-
organism capable of growth on methylated compound(s)
- MFR:
-
methanofuran
- MMO:
-
methane monooxygenase
- MPT:
-
molybdopterin
- MQ(H2):
-
(reduced) menaquinone
- Mtd:
-
methylenetetrahydromethanopterin dehydrogenase
- MxaFI:
-
heterotetrameric calcium-containing methanol dehydrogenase
- NAD(P)H:
-
nicotinamide adenine dinucleotide (phosphate) reduced
- N-cycle:
-
biogeochemical nitrogen cycle
- N-DAMO:
-
nitrite-dependent anaerobic methane oxidation
- N2OR:
-
nitrous oxide (N2O) reductase
- Nap:
-
periplasmic dissimilatory nitrate reductase
- Nar:
-
cytoplasmic dissimilatory nitrate reductase
- Nas:
-
assimilatory nitrate reductase
- NeHAO:
-
Nitrosomonas europaea hydroxylamine oxidoreductase
- Nir:
-
nitrite reductase
- Nrf:
-
ammonium-forming nitrite reductase
- NOD:
-
nitric oxide dismutase
- NOR:
-
nitric oxide reductase
- NXR:
-
nitrite:nitrate oxidoreductase
- pMMO:
-
particulate membrane-bound methane monooxygenase
- PQQ:
-
pyrroloquinoline quinone
- qNOR:
-
quinol-dependent nitric oxide reductase
- quinoprotein:
-
protein containing PQQ at its active site
- REE:
-
rare earth element
- sMMO:
-
soluble methane monooxygenase
- tat :
-
twin-arginine translocation signal
- TMH:
-
transmembrane-spanning helix
- XoxF:
-
homodimeric rare earth element-containing methanol dehydrogenase
Rights and permissions
Copyright information
© 2015 Springer International Publishing Switzerland
About this chapter
Cite this chapter
Reimann, J., Jetten, M.S.M., Keltjens, J.T. (2015). Metal Enzymes in “Impossible” Microorganisms Catalyzing the Anaerobic Oxidation of Ammonium and Methane. In: Kroneck, P., Sosa Torres, M. (eds) Sustaining Life on Planet Earth: Metalloenzymes Mastering Dioxygen and Other Chewy Gases. Metal Ions in Life Sciences, vol 15. Springer, Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-319-12415-5_7
Download citation
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-12415-5_7
Published:
Publisher Name: Springer, Cham
Print ISBN: 978-3-319-12414-8
Online ISBN: 978-3-319-12415-5
eBook Packages: Biomedical and Life SciencesBiomedical and Life Sciences (R0)