Биохимия азотфиксации - Фиксация молекулярного азота - Общая микробиология - Статьи - Микробиология
Суббота, 03.12.2016, 14:31Главная | Регистрация | Вход

Меню сайта

Форма входа

Поиск

На хостинг

Наш опрос

Что бы Вы хотели видеть на сайте?
Всего ответов: 933

Опечатки

Система Orphus

Статистика


Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Статьи
Главная » Статьи » Общая микробиология » Фиксация молекулярного азота

Биохимия азотфиксации

Связывание М2-это восстановительный процесс, и первым его продук том, который можно обнаружить, является аммиак. Процесс восстано вления происходит на ферментном комплексе - нитрогеназе. Нитрогена-за состоит из двух компонентов: белка, в состав которого входят молибден, железо и сера, и белка, содержащего железо и серу. Как сам фермент, так и процесс фиксации N2 отличаются крайней чувствитель ностью к молекулярному кислороду. Это позволяет понять, почему как у свободноживущих азотфиксирующих бактерий, так и в ткани клубень ков есть особые механизмы, защищающие нитрогеназу от высокого парциального давления кислорода.

Для связывания молекулярного азота необходимы восстановитель ная сила и энергия (рис. 13.2), которые могут быть получены в процессе фотосинтеза, брожения или дыхания. В модельных экспериментах с очи­щенными компонентами нитрогеназной системы (in vitro) можно доста влять энергию в виде АТР и восстановительную силу в форме восстано вленных пиридиннуклеотидов и ферредоксинов, используя переносчики, содержащие флаводоксин. Затраты АТР при этом очень высоки.


Нитрогеназная система восстанавливает не только молекулярный азот (N=N), но и ацетилен (НС=СН), азид, закись азота, цианид, ни триты, изонитрилы и протоны. На восстановлении ацетилена основан наиболее простой метод, позволяющий выявить нитрогеназу. Ацетилен восстанавливается только до этилена, который легко поддается количе ственному определению с помощью газовой хроматографии. Все до сих пор исследованные азотфиксирующие микроорганизмы и симбиотиче-ские системы способны восстанавливать ацетилен.

Если не г молекулярного азота, нитрогеназная система восстанавливает протоны до молекулярного водорода. Таким образом, нитрогеназная система обладает также свойствами АТР-зависимой Н2-образующей гидрогеназы. По скольку молекулярный водород образуется и в присутствии N2, можно вклю чить соответствующую реакцию в уравнение, описывающее фиксацию азота:

8[Н]   +   N2   +   2Н+   -  2NH4+   +   Н2

Большинство азотфиксирующих бактерий содержит наряду с нитрогеназой и (классическую) гидрогеназу. активирующую Н2. Функция этой гидрогеназы за ключается, по-видимому, в использовании водорода, образующегося при фикса ции молекулярного азота.

Регуляция связывания азота. У многих бактерий нитрогеназа обра зуется только тогда, когда она необходима, т. е. в отсутствие подходя щего источника связанного азота. Ионы аммония подавляют синтез ни-трогеназы. У пурпурных и зеленых бактерий под влиянием этих ионов уменьшается также активность уже синтезированного фермента. В регу ляции образования нитрогеназы большую роль, очевидно, играет глу-таминсинтетаза. Глутаминсинтетаза и глутаматсинтаза нужны бакте риям для включения ионов аммония в органические соединения в том случае, если эти ионы присутствуют лишь в низкой концентрации. Эта система обладает высоким сродством к ионам аммония и поддерживает их концентрацию в клетке на низком уровне. Повышение концентрации ионов аммония в окружении клетки (а тем самым и внутри клетки) по давляет образование глутаминсинтетазы, а в результате-и нитроге назы.

Перенос генов азотфиксацни («(/-генов). Способность к азотфиксации удается передавать путем прямого межклеточного контакта от одной бактерии к другой. Возможность передачи «(/-генов от Klebsiellapneumoniae к Escherichia coli путем конъюгации, а также факт локализа ции этих генов в плазмиде позволяют надеяться, что в близком буду щем удастся осуществить передачу их другим видам бактерий1, а может быть, даже эукариотическим организмам. Но поскольку для фиксации азота кроме нитрогеназы нужен еще специфический белок, содержащий железо и серу, а также требуется защита этого фермента от 02, по добные эксперименты сопряжены с большими трудностями.

Категория: Фиксация молекулярного азота | Добавил: Wiki (30.12.2009)
Просмотров: 1618 | Теги: биохимия, микробиология, азотфиксация, бактерии
Copyright MyCorp © 2016 |