Биологический азот в земледелии (часть 6)
11-09-2011, 09:50
Впервые бесклеточные экстракты из клубеньков сои были получены в лаборатории Эванса в 1968 г. Нами в 1970 г. был выделен ферментный комплекс (нитрогеназа) из бактероидов клубеньков люпина и сои. Нитрогеназу разделили на 2 белковых компонента. Один из них с молекулярной массой 164 000 содержал молибден и железо, а второй имел молекулярную массу 56 000 и содержал только железо. Каждый из этих белковых компонентов отдельно не фиксировал молекулярный азот, но их смесь обладала значительной азотфиксирующей активностью. Бесклеточная азотфиксирующая ферментная система из клубеньков бобовых очень похожа на ферментную систему свободноживущих азотфиксаторов.
В настоящее время нитрогеназа выделена из ряда бактерий различных систематических групп и очищена.
У большинства микроорганизмов нитрогеназа инактивируется кислородом, причем Fе-белок более чувствителен к кислороду, чем Мо—Fе-белок. Помимо этого, Fе-белок большинства микроорганизмов очень чувствителен к холоду и инактивируется при температуре около 0 °С. Для реакции восстановления азота необходимо наличие обоих компонентов нитрогеназы, АТФ, источника электронов и ионов Мg2+. Процесс биологической фиксации азота сопряжен с гидролизом АТФ, при этом образуются АТФ с ионами магния. Большинство исследователей считают, что на фиксацию 1 молекулы азота затрачивается 15 молекул АТФ.
Характерная особенность нитрогеназы — восстановление не только молекулярного азота, но и других субстратов, обладающих тройными связями. Данное обстоятельство позволило широко использовать метод определения азотфиксации по восстановлению ацетилена в этилен.
Биохимия нитрогеназы не будет окончательно ясна до тех пор, пока не будут описаны реакции на молекулярном уровне. Недостаточно изучено, как энергия от гидролиза АТФ сочетается с переносом электронов к нитрогеназе, как происходят комплексование и восстановление молекулы азота, недостаточно ясен механизм участия в этом процессе металлов, в том числе молибдена. Потребность в молибдене у фиксирующих атмосферный азот видов азотобактера намного больше, чем у видов, использующих нитраты в качестве источника азота.
В настоящее время нитрогеназа выделена из ряда бактерий различных систематических групп и очищена.
У большинства микроорганизмов нитрогеназа инактивируется кислородом, причем Fе-белок более чувствителен к кислороду, чем Мо—Fе-белок. Помимо этого, Fе-белок большинства микроорганизмов очень чувствителен к холоду и инактивируется при температуре около 0 °С. Для реакции восстановления азота необходимо наличие обоих компонентов нитрогеназы, АТФ, источника электронов и ионов Мg2+. Процесс биологической фиксации азота сопряжен с гидролизом АТФ, при этом образуются АТФ с ионами магния. Большинство исследователей считают, что на фиксацию 1 молекулы азота затрачивается 15 молекул АТФ.
Характерная особенность нитрогеназы — восстановление не только молекулярного азота, но и других субстратов, обладающих тройными связями. Данное обстоятельство позволило широко использовать метод определения азотфиксации по восстановлению ацетилена в этилен.
Биохимия нитрогеназы не будет окончательно ясна до тех пор, пока не будут описаны реакции на молекулярном уровне. Недостаточно изучено, как энергия от гидролиза АТФ сочетается с переносом электронов к нитрогеназе, как происходят комплексование и восстановление молекулы азота, недостаточно ясен механизм участия в этом процессе металлов, в том числе молибдена. Потребность в молибдене у фиксирующих атмосферный азот видов азотобактера намного больше, чем у видов, использующих нитраты в качестве источника азота.