Нитрогеназный комплекс

Нитрогеназный комплекс состоит из белковых компонентов двух типов [c.396]

Перечислите известные способы защиты нитрогеназного комплекса от кислорода. [c.215]

Нежелательная побочная реакция фиксации азота — восстановление нитрогеназой Н" до Hj (газообразный водород), в ходе которой энергия (в форме АТР) расходуется на образование водорода, который в конечном счете просто улетучивается. В результате только от 40 до 60% всего потока электронов, проходящих через нитрогеназный комплекс, передается на Nj, что значительно уменьшает эффективность процесса фиксации азота. В принципе, если бы Н мог превратиться обратно в Н , потери энергии были бы ниже, и процесс фиксации азота стал бы более эффективным. Устранить же эту побочную реакцию прямым путем невозможно, поскольку она обусловлена особенностями химического строения активного центра нитрогеназы, и если попытаться блокировать ее, изменив структуру фермента, то неизбежно произойдет и уменьшение активности нитрогеназы. [c.313]

Повышение энергетического потенциала клетки. Нитрогеназный комплекс наряду с азотфиксацией катализирует восстановление протонов до молекулярного водорода. Этот процесс энергозависимый и требует расхода АТФ, достигающего более 30% энергии, используемой для азотфиксации. Фермент гидрогеназа способствует утилизации водорода, направляя поток энергии на процесс азотфиксации. Таким образом, экспрессия гена этого фермента создает благоприятные условия для эффективного усвоения азота. [c.398]

Получение штаммов с более активным нитрогеназным комплексом. [c.398]

Были попытки создать нитрогеназный комплекс in vitro, но пока положительного на 100% результата нет. [c.148]

Рис. 143. Работа нитрогеназного комплекса

Как функционирует нитрогеназный комплекс и насколько универсально его строение [c.215]

Фиксация азота. Заключительный этап развития симбиоза, на котором ризобии переходят к активной азотфиксации и к экспорту ее продуктов в растение, у большинства бобовых начинается после эндоцитоза бактерий в растительные клетки и формирования бактероидов. В бактероидах очень активно синтезируется нитрогеназа, которая может составлять до 30 % от их общего белка. Однако образование нитрогеназы — это наиболее важный, но не единственный процесс, определяющий функционирование клубеньков как органов симбиотической азотфиксации. Другими значимыми процессами являются формирование систем защиты нитрогеназы от молекулярного кислорода, обеспечение энергетических потребностей нитрогеназного комплекса и ассимиляция продуктов азотфиксации (табл. 4.4). Все эти функции выполняются бактериями и растениями совместно, что обеспечивается тесной структурной и функциональной интеграцией партнеров симбиоза. [c.177]

Опишите основные свойства нитрогеназного комплекса и укажите особенности его влияния в системе микробно-растительных взаимодействий. [c.190]

Микроаэрофильным бактериям присуще аэробное дыхание, т. е. в качестве конечного акцептора электронов они используют кислород. Но они не растут в атмосфере с таким содержанием кислорода, как в воздухе (21%). Например, ampyloba ter fetus лучше всего растет в атмосфере, содержащей 6% кислорода. Некоторые азотфиксирующие бактерии могут расти в аэробных условиях при наличии соединений азота (например, сульфата аммония), но в безазотистых средах ведут себя как микроаэрофилы. Например, Azospirillum в условиях фиксации N2 лучше всего растет в атмосфере, содержащей 1 % кислорода. Это происходит из-за инактивации избытком кислорода нитрогеназного комплекса, катализирующего процесс азотфиксации. [c.369]

Метод, основанный на восстановлении ацетилена, позволил относительно легко по сравнению с методами включения N2 определять нитрогеназную активность у бактерий, хотя методы включения N2 по-прежнему остаются наиболее точными. Принцип метода восстановления ацетилена основан на способности нитрогеназного комплекса ферментов восстанавливать ацетилен до этилена. Испытуемый микроорганизм культивируют в условиях, способствующих образованию нитрогеназы. Затем в сосуд с культурой добавляют газообразный ацетилен и после инкубации определяют образование этилена. Контрольные культуры на средах, содержащих ионы аммония, которые подавляют синтез нитрогеназы (за исключением Rhizobium), образуют мало этилена нли вообще не образуют его. Подробное описание метода восстановления ацетилена и его применения приводится в ряде работ [4, 5, И]. [c.59]

Во избежание повреждения нитрогеназы кислородом такие аэробы, как Azotoba ter, используют дыхательную защиту, при которой избыток кислорода расходуется на холостое окисление органического субстрата, что обеспечивает интенсивный перенос электронов к нитрогеназному комплексу и удаление кислорода от места локализации нитрогеназы. Другой способ защиты нитрогеназы от повреждения при повышении концентрации О2 - изменение ее конформационного состояния и снижение ее активности. При снижении концентрации О2 нитрогеназная активность восстанавливается. [c.421]

Поскольку в этой среде совершенно отсутствуют источники азотного метаболизма, на ней способны прорастать лишь клетки с полностью сформированным нитрогеназным комплексом, находящимся к тому же в активном состоянии. Все же остальные, повидимому, погибают еще в лаг-фазе. Отсюда возникает впечатление о бедности многих илов маслянокислыми бактериями и, следовательно, о непригодности поверхностных слоев отложений водохранилищ для их обитания и активного функционирования. Между тем, в большинстве озер и водохранилищ окислительно-восстановительный потенциал в донных отложениях достаточно низок уже на самой поверхности или быстро понижается с глубиной, а их органический комплекс формируется в основном из соединений растительного происхождения, содержащих простые [c.49]

Для превращения N2 в NH под действием нитрогеназного комплекса необходимы АТР и мощный восстановитель. У большинства азотфиксирующих микроорганизмов источником электронов с высоким потенциалом для этой шестиэлектронной реакции служит восстановленный ферредоксин, переносчик электронов, который мы уже рассматривали при обсуждении фотосинтеза (разд. 19.9). Регенерирует ли затем восстановленный ферредоксин путем фотосинтеза или в результате [c.231]

Рис 21.3. Схематическое изображение нитрогеназного комплекса. Перед тем как N2 превращается в N4 , комплекс диссоциирует и редуктаза отделяется от нитрогеназного компонента. [c.233]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология