Нитрогеназная система

Cтраница 2

Некоторые почвенные бактерии и бактерии, обитающие в корневых клубеньках бобовых, обладают способностью фиксировать атмосферный азот при помощи сложной нитрогеназной системы. Круговорот азота в природе представляет собой результат четырех процессов: образования аммиака путем связывания молекулярного азота в корневых клубеньках бобовых; нитрификации аммиака, осуществляемой почвенными организмами, т.е. превращения его в нитраты; ассимиляции нитратов высшими растениями, приводящей к образованию аммиака; и, наконец, синтеза аминокислот из аммиака в организме растений и животных. [16]

Корневые клубеньки одного из бобовых растений ( Lotus corniculattts, в которых идет процесс фиксации азота. Осуществляющие фиксацию азота бактерии-симбионты образуют большие скопления, тесно связанные с клетками корня. Эти клетки поставляют бактериям некоторые факторы, необходимые для фиксации азота, в частности леггемоглобин, обладающий очень высоким сродством к кислороду. Кислород-мощный ингибитор нитро-геназы. [17]

В фиксации азота роль катализатора играет ферментный комплекс - нитроге-назная система, действие которой изучено еще не до конца. Нитрогеназная система нестабильна и быстро инактивируется при соприкосновении с атмосферным кислородом; поэтому ее трудно выделить в активной форме и она плохо поддается очистке. [18]

Если нет молекулярного азота, нитрогеназная система восстанавливает протоны до молекулярного водорода. Таким образом, нитрогеназная система обладает также свойствами АТР-зависимой Н2 - образующей гидрогеназы. [19]

Общая схема фиксации азота. Fd-ферредоксин. F1 - флаводоксин. [20]

Для связывания молекулярного азота необходимы восстановительная сила и1 энергия ( рис. 13.2), которые могут быть получены в процессе фотосинтезу брожения или дыхания. В модельных экспериментах с очищенными компонентами нитрогеназной системы ( in vitro) можно доста - к. АТР и восстановительную силу в форме восстано-вленных пиридиннуклеотидов и ферредоксинов, используя переносчики, содержащие флаводоксин. Затраты АТР при этом очень высоки. [21]

Поэтому сигналы ЭПР, вероятно, обусловлены ионами железа. Поскольку спектроскопия ЭПР - единственный спектроскопический метод, позволяющий обнаружить специфический отклик молибдена, мешающее действие железа является серьезным препятствием на пути исследования роли молибдена и его окружения в нитрогеназных системах. [22]

Поскольку изменение стандартной свободной энергии при этой реакции выражается большой отрицательной величиной, реакция при стандартных условиях должна идти слева направо. Однако молекулярный азот-довольно инертный газ, и два его атома соединены очень прочной связью, так что для его восстановления в аммиак требуется очень большая энергия активации. Нитрогеназная система преодолевает этот актива-ционный барьер ( разд. [23]

Страницы: 1 2