सार। सूक्ष्मजीवी एंजाइम रासायनिक परिवर्तनों को उत्प्रेरित करके समुद्री जैव-भूरासायनिक चक्रों को बदलते हैं, जो तत्वों को कणीय कार्बनिक पूलों के अंदर और बाहर लाते हैं। इन प्रक्रियाओं का अक्सर एंजाइम दर-आधारित अनुमानों और पोषक तत्व-संशोधन जैव-परखों (bioassays) के माध्यम से अध्ययन किया जाता है, लेकिन ये दृष्टिकोण एंजाइमी दरों में प्रजाति-स्तरीय योगदान को स्पष्ट करने की अपनी क्षमता में सीमित हैं। प्रोटिओमिक्स सहित आणविक विधियों में समग्र समुदाय की एंजाइमी दर में विशिष्ट आबादियों के योगदान को जोड़ने की क्षमता होती है; यह महत्वपूर्ण है क्योंकि जीवों में विशिष्ट एंजाइम विशेषताएं, फीडबैक और गड़बड़ी के प्रति अनुक्रियाएं होंगी। निरपेक्ष मात्रात्मक प्रोटिओमिक्स के माध्यम से आणविक विधियों को दर मापों के साथ मात्रात्मक रूप से एकीकृत किया जा सकता है। यहाँ, हम यह जांचने के लिए एक मॉडल सिस्टम के रूप में उपोष्णकटिबंधीय उत्तरी अटलांटिक का उपयोग करते हैं कि कैसे पारंपरिक जैव-परखों और निरपेक्ष मात्रात्मक प्रोटिओमिक्स का संयोजन समुद्री वातावरण में पोषक तत्वों की कमी की अधिक व्यापक समझ प्रदान कर सकता है। प्रायोगिक प्रणाली को फॉस्फोरस तनाव और धातु सहकारकों (metal cofactors) पर कार्बनिक फॉस्फोरस अपमार्जक एंजाइम एल्कलाइन फॉस्फेटेस की निर्भरता के कारण संभावित धातु-फॉस्फोरस सह-सीमितता द्वारा पहचाना जाता है। हमने पोषक तत्व संशोधन इन्क्यूबेशन प्रयोग किए ताकि यह जांचा जा सके कि ट्रेस धातु के योग से एल्कलाइन फॉस्फेटेस की निरपेक्ष प्रचुरता और गतिविधि कैसे प्रभावित होती है और सायनोबैक्टीरियल एल्कलाइन फॉस्फेटेस की एक सूची विकसित की जा सके। हम दिखाते हैं कि दो सबसे प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले पिकोसायनोबैक्टीरिया, Prochlorococcus और Synechococcus, व्यापक रूप से उपयोग किए जाने वाले एंजाइम परख द्वारा मूल्यांकित कुल एल्कलाइन फॉस्फेटेस गतिविधि में मामूली योगदानकर्ता हैं, जिसमें स्थान और धातु सहकारक के आधार पर Prochlorococcus का योगदान 3%–35% और Synechococcus का योगदान 0.5%–5% एल्कलाइन फॉस्फेटेस गतिविधि में होता है। यह बात ट्रेस धातुओं को शामिल करने पर भी सच साबित हुई, इसके बावजूद कि दोनों प्रजातियों में क्रमशः Fe और Zn युक्त एंजाइमों, PhoX और PhoA दोनों का उपयोग करने की आनुवंशिक क्षमता थी। अप्रत्याशित रूप से, हमने यह भी पाया कि एल्कलाइन फॉस्फेटेस ने कोबाल्ट जोड़े जाने पर प्रतिक्रिया व्यक्त की, जिससे Prochlorococcus (PhoX में Fe का प्रतिस्थापन) और Synechococcus (PhoA में Zn का प्रतिस्थापन) की प्राकृतिक आबादी में Co द्वारा धातु केंद्र के संभावित प्रतिस्थापन का संकेत मिलता है। यह एकीकृत दृष्टिकोण इस बात की सूक्ष्म व्याख्या की अनुमति देता है कि पोषक तत्वों की कमी समुद्री जैव-भूरासायनिक चक्रों को कैसे प्रभावित करती है और दर और "-omics" आधारित मापों के बीच मात्रात्मक संबंध बनाने के लाभ को रेखांकित करता है।
Held et al. (Mon,) ने इस प्रश्न का अध्ययन किया।
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