Sinh học online, giải trí hài hước

Cơ chế cố định Nitơ của vi sinh vật



Cơ chế hóa sinh của quá trình cố định nitơ cho đến nay vẫn chưa được sáng tỏ hoàn toàn, nhưng đa số các nhà nghiên cứu đồng ý với giả thuyết cho rằng NH3 là sản phẩm đồng hóa sơ cấp của nitơ và có thể nêu ra giả thuyết về 2 con đường cố định nitơ của vi sinh vật sống tự do trong đất như hình 7.
Sơ đồ quá trình cố định đạm

Trong công nghiệp, nhờ các chất xúc tác nên năng lượng dùng cho phản ứng cố  định nitơ  được giảm nhiều, chỉ vào khoảng 16-20 Kcalo/M, song lượng năng lượng vẫn còn lớn so với trong cơ thể sinh vật. Tốc độ phản ứng nhanh chóng trong tế bào vi sinh vật ở nhiệt độ thấp nhờ có hệ thống enzyme hydrogenase họat hóa H2 và enzyme nitrogenase hoạt hóa nitơ.

Năm 1961-1962, người ta đã tách từ Clostridium pasteurrianum hai tiểu phần hoạt hóa H2 và nitơ. Sau này người ta tìm thấy  ở Azotobacter cũng có các tiểu phần đó. Trong quá trình hoạt hóa này có sự tham gia của 2 nguyên tố khoáng Mo và Fe.
Fd là cầu nối giữa 2 hệ enzyme hydrogenase và nitrogenase để cố định nitơ. 


Sự cố định nitơ của vi khuẩn nốt sần có thể xãy ra theo sơ đồ phức tạp hơn. Trong các nốt sần có một chất có bản chất hem rất giống với hemoglobin trong máu gọi là leghemoglobin. Nó dễ dàng liên kết với O2 để biến thành oxyhemoglobin. Leghemoglobin chỉ  được tạo nên khi vi khuẩn sống cộng sinh với cây bộ  đậu, còn khi nuôi cấy tinh khiết các Rhizobium sẽ không tạo leghemoglobin và không cố định được nitơ.

Những nghiên cứu gần  đây về quá trình cố  định nitơ cho thấy quá trình cố định này đòi hỏi:

- Có sự tham gia của enzyme nitrogenase. Có thể coi đây là nhân tố chìa khóa cho quá trình này. Enzyme này hoạt động trong điều kiện yếm khí.

- Có lực khử mạnh với thế năng khử cao (NAD, NADP,...)

- Có  năng  lượng  (ATP)  đủ  và  có  sự  tham gia của nguyên tố vi  lượng. Nhóm hoạt động của enzyme nitrogenase có chứa Mo và Fe. Vì vậy sử dụng Mo và Fe cho cây họ đậu thường có hiệu quả rất cao.

- Tiến hành trong điều kiện yếm khí.

Các chất khử là NADH2 và Fd cùng với năng lượng do hô hấp, quang hợp của cây chủ cung cấp. Sự cố định nitơ cần rất nhiều năng lượng, cần 16 ATP để khử 1 nitơ.

NH3 tạo thành trong quá trình cố định nitơ được sử dụng dễ dàng vào quá trình amine hóa các cetoacid để tổng hợp một cách nhanh chóng các acid amine, từ đó tham gia vào tổng hợp protein và nhiều quá trình trao đổi chất khác. 

Không có nhận xét nào:

Số lượt xem tháng trước

Bài đăng phổ biến

Bài đăng nổi bật

Shop hoa tươi Quận 1 (GIAO HOA NHANH)

Đà Lạt- xứ sở mộng mơ với biệt danh thành phố ngàn hoa là địa điểm lí tưởng mà nhiều người chọn đi du lịch. Đến đây ...