新陳代謝是生命最基本的特征。生物在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中，形成了相應(yīng)的代謝系統(tǒng)及調(diào)控機(jī)制，來(lái)適應(yīng)外界環(huán)境的變化，尤其是食物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)變化的需要。例如，陸生動(dòng)物進(jìn)化出著名的鳥氨酸-尿素循環(huán)，用于處理食物中蛋白質(zhì)分解代謝所產(chǎn)生的大量氨，將氨轉(zhuǎn)化為尿素后排出體外。因此，鳥氨酸-尿素循環(huán)是細(xì)胞氮廢物排除的關(guān)鍵，是陸生動(dòng)物高蛋白飲食必要的代謝途徑。然而，細(xì)菌和植物缺乏這一代謝途徑。

藍(lán)藻是地球上最早出現(xiàn)的光合自養(yǎng)生物，它們利用水作為電子供體，利用太陽(yáng)光能將CO2還原成有機(jī)碳化合物，并釋放出自由氧，在地球生物圈形成和發(fā)展過(guò)程中起了關(guān)鍵作用。藍(lán)藻廣泛分布于自然界，包括各種水體和土壤中，對(duì)生物地球化學(xué)循環(huán)有非常重要的貢獻(xiàn)。同時(shí)藍(lán)藻在生物技術(shù)應(yīng)用方面也極具潛力。
盡管藍(lán)藻在進(jìn)化、生態(tài)、環(huán)境及生物技術(shù)等方面扮演著重要角色，人們對(duì)其代謝及調(diào)控機(jī)制仍然缺乏系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)。

今天(4月9日），國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《自然化學(xué)生物學(xué)》在線發(fā)表了中科院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心/植物生理生態(tài)研究所楊琛研究組題為“精氨酸雙水解酶參與藍(lán)細(xì)菌中的鳥氨酸-氨循環(huán)”的最新研究論文。該研究利用動(dòng)態(tài)代謝流量組與代謝組分析技術(shù)首次發(fā)現(xiàn)了一條新型氮代謝途徑—鳥氨酸-氨循環(huán)，發(fā)現(xiàn)該循環(huán)包含一步新的生化反應(yīng)，即精氨酸雙水解酶催化精氨酸水解生成鳥氨酸和氨。