ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процесс фиксации молекулярного азота из "Микробиология" Несмотря на разнообразие микроорганизмов, осуществляющих азотфиксацию, ферментный комплекс нитрогеназы одинаков и у анаэробов, и у аэробов. Один из ее отличительных признаков — чрезвычайная чувствительность к наличию кислорода. Поэтому у аэробных микроорганизмов существует проблема защиты нитрогеназы от кислорода. Разные микроорганизмы решают ее разными путями. У цианобактерий имеются специализированные клетки-гетероцисты, в которых нет ФС II и поэтому при фотосинтезе не образуется кислород, а толстая клеточная стенка препятствует его диффузии снаружи. Активная оксидазная система тут же восстанавливает проникший кислород. У азотобактера сильно развита слизистая капсула, препятствующая проникновению кислорода, и уникальная оксидазная система с очень высоким сродством к О2 (Км= 10 —10 , т.е. в 10— 100 раз выше обычной), не допускающая метаболический кислород к нитрогеназе. Обнаружено, что некоторые свободноживущие аэробы обладают нитрогеназой, белковая часть которой имеет особую конформацию, менее чувствительную к О2. Некоторые аэробные азотфиксаторы выбирают мик-роаэрофильные местообитания или сосуществуют в экосистемах с организмами, активно потребляющими кислород. Факультативные анаэробы фиксируют азот только в анаэробных условиях. Наиболее изощренная защита нитрогеназы обнаружена у клубеньковых бактерий, которые снабжают растение связанным азотом. Растение же защищает бактероиды и дает им продукты фотосинтеза — органические вещества. Для защиты нитрогеназы в клубеньках синтезируется леггемоглобин — самый высокочувствительный к кислороду белок-оксидаза. Леггемоглобин реагирует с наномолярны-ми количествами кислорода. Интересно, что синтез этого соединения происходит совместно белковую часть образует растение, а гем синтезирует бактероид. На срезах клубеньков леггемоглобин выделяется красным цветом. [c.213] Фиксация азота жестко регулируется наличием его связанных форм. Нитрогеназа репрессируется, если в среде есть NH4 (рис. 142). [c.213] газ азот — это химически инертное и очень стабильное вещество. Чтобы разорвать тройную связь в его молекуле, необходимо много энергии. Реакция ЗН2 + N2 2NHз — эндотермическая. Для ее осуществления требуется по крайней мере 8 электронов и 16 молекул АТФ. На самом деле АТФ затрачивается больше, поскольку часть ее нужна для поддержания анаэробных условий. [c.213] Эта нитрогеназа не способна восстанавливать ацетилен в этилен, менее требовательна к АТФ (4— 12), по субъединичному составу не похожа ни на один известный фермент, хотя также содержит Мо . [c.215] В настоящее время л//-гены успешно пересажены из Klebsiella в Е. соН, но, к сожалению, они там не работают , так как у организма-реципиента нет стратегии защиты нитрогеназы от кислорода. С открытием устойчивой к кислороду нитрогеназы эта проблема может быть решена. [c.215] Вернуться к основной статье