Роль азота в питании растений (часть 2)

10-09-2011, 17:46

На первом этапе происходит превращение нитрата в нитрит. Реакция катализируется молибдофлавопротеиновым ферментом — нитратредуктазой. Следующая стадия редукционного процесса катализируется простым белком — нитритредуктазой. В результате процесса редукции образуются ионы ОН-; таким образом регулируется уровень кислотности в клетке.
Нитратный азот способен накапливаться в растениях, не причиняя им вреда, в значительных количествах. Однако содержание нитратов в кормах, овощах и других растительных продуктах выше определенного предела вредно действует на организм животных и человека, потребляющих такие продукты.
Аммиак в свободном виде содержится в высших растениях обычно в незначительных количествах; чрезмерное накопление его, особенно при недостатке углеводов, ведет к отравлению растения.
При достаточном количестве углеводов аммиачный азот, поступивший в растения из почвы и образовавшийся при восстановлении нитратов, присоединяется к органическим кетокислотам (щавелевоуксусной, кетоглутаровой) и фумаровой, образуя первичные аминокислоты — аспарагиновую и глутаминовую.
Реакция построения этих аминокислот протекает в две фазы. На первой фазе из аммиака и кетокислоты образуются иминокислота и вода, на второй иминокислота восстанавливается до аминокислоты. Так, щавелевоуксусная кислота, присоединяя аммиак и отщепляя воду, образует иминощавелевоуксусную кислоту, а последняя восстанавливается до аспарагиновой кислоты. Подобным же образом из кетоглутаровой кислоты и аммиака образуется глутаминовая кислота.
Аспарагиновая кислота может образоваться также прямым присоединением аммиака к фумаровой кислоте.
Реакция образования аминокислот прямым аминированием кетокислот играет большую роль в метаболизме растительного организма. Она указывает на связь углеводного и белкового обменов. Аспарагиновая и глутаминовая аминокислоты способны передавать свои аминные группы другим кетокислотам путем реакций ферментативного переаминирования. Процесс переаминирования состоит в переносе аминогруппы аминокислоты (донатор) на кетокислоту (акцептор). Например, пировиноградная кислота, присоединяя аминную группу от аспарагиновой или глутаминовой кислоты, дает аланин. Глутаминовая и щавелевоуксусная кислоты в реакции переаминирования образуют аспарагиновую и альфа-кетоглутаровую кислоты, а аспарагиновая и альфа-кетоглутаровая — глутаминовую и щавелевоуксусную кислоты.