Apostila 14 - Metabolismo do Nitrogênio

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METABOLISMO DO NITROGÊNIO 
 
O Nitrogênio, utilizado pelas plantas, provém do N2 atmosférico. 
Antes de alcançá-las, o nitrogênio deve passar por várias transformações. O 
N2 é fixado em amônia (NH4+) por microorganismos do solo. A degradação 
da matéria orgânica (aa, á. orgânicos, nitrosaminas) também produz NH4+. O 
íon amônio é nitrificado em nível da rizosfera a NO3-. A presença de NO3- 
inibe a nodulação O N2 atmosférico é fixado pelos nódulos de associações 
simbióticas. A forma preferencial é o NH4+,, absorvido preferencialmente em 
relação ao NO3-, especialmente em solos ácidos a nitrificação é inibida por 
substâncias exsudadas pelas raízes. 
Uma vez absorvido, dentro da planta o NO3- é reduzido a NO2- pela 
nitrato redutase, em seguida a NH4+ pela nitrito redutase, pois ele não pode 
ser assimilado, na forma inorgânica. 
As duas etapas da redução requerem elétrons e prótons para o 
trabalho. A primeira reação é catalisada pela NR. Esta enzima transfere 2 
elétrons do NADH (em algumas espécies NADPH). Ocorre no citoplasma, 
fora de qualquer organela. 
 NR 
 NO3- + 2 e- + 2 H+ NO2- + H2O 
(NR = nitrato redutase) 
 
A segunda reação do processo global ocorre nos cloroplastos das 
folhas ou plastídeos de raízes. A redução de NO2- requer 6 elétrons 
derivados da água pelo sistema de transporte eletr|ônico acíclico. Cerca de 
20% da capacidade da CTE da fase fotoquímica são utilizados para redução 
de NO3- a NO2-. NiR 
2. NO2- + 6 e- + 6 H+ NH4+ + H2O 
(NiR = nitrito redutase) 
 hν 
3H2O + 6Fd (Fe+3) 1,5O2 + 6H+ + 6Fd (Fe+2) 
 
NO2- + 6Fd (Fe+2) + 8 e- NH4+ + 6Fd (Fe+3) + 2H2O 
 
TRANSPORTE: 
O transporte de NO3- é exclusivamente feito pelo xilema. O fluxo só 
pode ocorrer como função da transpiração e só durante o dia. Como foi visto 
acima a fotossíntese é importantíssima para a redução. 
Na planta o local predominante de redução de NO3- depende da 
espécie. Em Xanthium (carrapicho rasteiro) exclusivamente nas folhas. Em 
Pisum (ervilha) na raiz, onde há uma alta atividade da NR e nas folhas. 
A importância relativa da raiz e da folha depende da capacidade da raiz de 
reduzir NO3- e do nível de NO3- no meio. Quanto mais nitrato no meio, maior 
possibilidade de saturar a raiz, ultrapassando assim sua capacidade de 
reduzir NO3-, então o excedente vai para a folha. Quanto maior a 
concentração de NO3-, mais importante é a folha para redução. A redução de 
NO3- é mais eficiente nas folhas. 
Algumas espécies apresentam uma alta atividade da NR à noite e 
baixa atividade durante o dia (o café, por exemplo). Provavelmente ocorra 
oxidação de açúcares para formação do NADH e do complexo Fd-NADPH. 
O nitrito deve ser rapidamente reduzido a NH4+, pois é tóxico. O NH4+ 
também é tóxico, e sua concentração máxima nos tecidos não pode passar 
de 1,0 mM, também deve ser rapidamente assimilado. 
 
ENZIMAS 
A nitrato redutase (NR) é uma enzima grande, com pelo menos 4 
subunidades. O seu peso molecular varia de 500.000 a 600.000 Da, 
enquanto que a maioria das enzimas têm PM·em torno de 100.000 Da. 
O controle do processo global da redução ocorre por dois mecanismos 
principais, em nível de NR. O primeiro é por retroinibição, no qual o produto 
NH4+ desacopla as subunidades da enzima. Por outro lado o substrato NO3- 
induz o reacoplamento. 
O segundo mecanismo de controle envolve a ação de cianeto. O CN- 
ocorre naturalmente nas células, em quantidades mínimas e por isso não 
alcança níveis tóxicos. Se houver acúmulo de aminoácidos não utilizados na 
célula, ocorre a formação de nitrosaminas. As nitrosaminas combinam-se 
com glioxima para formar OXIMA, sendo que nessa reação ocorre liberação 
de CN-, e o cianeto liberado desacopla as subunidades da enzima. 
A nitrato redutase (NiR) possui uma subunidade Fe-S que recebe 2 
elétrons doados pela ferredoxina (Fd), passando-os a seguir para a 
subunidade Fe-Heme, que acumula 6 cargas. O nitrito que entrou no sítio 
ativo da enzima, recebe estes elétrons e se reduz a amônia. O nitrito só sai 
de dentro da enzima após receber 6 elétrons da Fd. 
 
ASSIMILAÇÃO DE NH4+
 
A assimilação do amônio (NH4+) em glutamina (GLN) é catalisada pela 
enzima glutamina sintetase (GS). Essa enzima funciona em baixas 
concentrações de amônio, aparentemente só para formar glutamina, mas 
precisa haver disponibilidade de glutamato, onde o NH4+ é incorporado. 
Assim para a GS funcionar é preciso que outra enzima esteja ativa para 
formar glutamato. A GOGAT (glutamina oxiglutarato aminotransferase) é a 
enzima que produz malato. Mas para essa reação ocorrer precisa haver 
disponibildade de GLN, que é o substrato para transaminação de 
grupamentos amina. Assim a GS e a GOGAT funcionam de maneira 
sincronizada, pois um dos substratos da GS – o glutamato – é o produto da 
GOGAT. Por outro lado, o substrato da GOGAT – a glutamina – é o produto 
da GS. 
GSGS
2. NH2. NH44
++ + GLU + ATP GLN+ GLU + ATP GLN
GOGAT GOGAT 
GLN + GLN + ααKG + 2 eKG + 2 e-- 2 GLU 2 GLU 
transaminatransaminaçãçãoo
aa aa 
GSGS
2. NH2. NH44
++ + GLU + ATP GLN+ GLU + ATP GLN
GOGAT GOGAT 
GLN + GLN + ααKG + 2 eKG + 2 e-- 2 GLU 2 GLU 
transaminatransaminaçãçãoo
aa aa 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ou seja, para que a GS possa funcionar precisa de outra enzima, a 
GOGAT (glutamina oxiglutarato aminotransferase). 
 
Se a GDH não é importante na assimilação, onde está a sua 
importância·? 
Nos processos de senescência de órgãos como as folhas ou de 
germinação e desenvolvimento da plântula, onde ocorre hidrólise de reservas 
e compostos orgânicos. Como a GDH funciona nas duas direções, 
sintetizando ou hidrolisando glutamato, sua função nesses processos é 
quebrar o glutamato em α-cetoglutarato, liberando o NH4+ , incorporado em 
glutamina pela GS. A glutamina formada pela degradação de proteínas vai 
para a reserva da semente. Durante o processo germinativo, esta reserva 
protéica é hidrolisada por várias enzimas até glutamato, quebrado em α-
cetoglutarato e NH4+. O NH4+ servirá também como fonte de N para o 
desenvolvimento da plântula. 
 
 GDH GS 
 Proteína GLU αKG + NH4+ GLN 
 
 
INTERAÇÃO ENTRE FOTOSSÍNTESE E METABOLISMO DO 
NITROGÊNIO 
O processo fotossintético envolve não apenas a assimilação e 
metabolismo de carbono, mas também de nitrogênio. Neste processo estão 
envolvidos o citoplasma, o cloroplasto e as mitocôndrias. O poder redutor 
gerado pelo transporte de elétrons na fase fotoquímica da fotossíntese (nos 
cloroplastos) é utilizado para reduzir NO3- a NO2- (no citoplasma), para 
transformar NO2- a NH4+ e produzir glutamina e glutamato (nos cloroplastos). 
Para formar glutamato são necessários esqueletos de carbono, 
especificamente o oxoglutarato (2-OG), também denominado de α-
cetoglutarato (α-KG) proveniente do Ciclo de Krebs, nas mitocôndrias. 
É importante notar que cerca de 20% da capacidade da cadeia de 
transporte eletrônico da fase fotoquímica são utilizados para transformar NO3- 
em NH4+. 
Além disso, nos cloroplastos são produzidos muitos aminoácidos, a 
maioria dependente das reações fotoquímicas.Para todos esses processos 
são necessários ATP ou poder redutor (ferredoxina reduzida, NADPH ou 
thióis de membrana reduzidos). 
Outro aspecto importante é o papel regulatório da fixação de CO2. 
Nas plantas superiores o NO3- não pode ser assimilado se o Ciclo de Calvin 
não estiver operante ou se não houver uma fonte de carboidrato disponível. 
Nos tecidos fotossintetizantes das C3, ocorre uma competição direta 
entre a fixação de CO2 e redução de NO3-, exceto em condições de luz 
saturantes, pois nestas condições a capacidade do transporte eletrônico 
excede e muito as necessidades para fixação de CO2. Mas nas C4, o NO3- é 
sempre reduzido no mesofilo. Não compete diretamente com o Ciclo de 
Calvin, pois este ocorre somente na bainha vascular. 
 
 
 
 
 
 
Raghavendra, 1998. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIXAÇÃO BIOLÓGICA DO NITROGÊNIO 
 
A fixação do N2 atmosférico envolve a participação de uma só 
enzima, a nitrogenase, que só funciona em anaerobiose. 
 
 16 ATP-Mg 6 e-
N2 2 NH4+
 
As plantas não possuem capacidade de fixar N2, somente os 
microorganismos. Por isso, nas plantas o processo de fixação do N2 
atmosférico só ocorre em associações simbióticas. 
 
CATEGORIAS DE FIXAÇÃO: 
 
BACTÉRIAS LIVRES: Existem três grupos de bactérias que são capazes de 
fixar nitrogênio. No primeiro grupo estão as fotossintéticas. Todas as 
bactérias fotossintéticas são capazes de fixar N2. No segundo grupo estão 
algumas aeróbicas facultativas como o Azobacter e o Spirillum. No terceiro 
grupo estão algumas anaeróbicas como o Clostridium. Em termos absolutos 
a quantidade fixada não é grande, devido ao alto custo energético. Elas 
devem gerar energia muito mais dificilmente do que as outras bactérias 
 
CIANOBACTÉRIAS: As cianobactérias realizam fotossíntese e por isso suas 
células apresentam uma alta concentração de O2, que inibe a nitrogenase, a 
enzima responsável pela fixação de N2. Por isso somente algumas células 
especializadas podem fixar o nitrogênio molecular. Essas células são 
denominadas de o heterocisto. O heterocisto não realiza fotossíntese e 
possui uma parede celular mais espessa, que restringe a entrada de O2, 
protegendo Nitrogenase.. A energia para fixação vem da fotossíntese das 
células vizinhas, que fornecem maltose para o heterocisto funcionar. Entre 
os exemplos podemos citar a Nostoc, a Anabaena e a Calotrix. 
 
ASSOCIAÇÃO SIMBIÓTICA PLANTA-MICROORGANISMO: Nesta categoria 
são incluídas três tipos básicos de associação simbiótica, de acordo com o 
microorganismo e com a planta. 
No primeiro grupo está a associação das Leguminosas o Rhizobium, 
além do Bradyrhizobium e Azorhizobium. São bactérias gram-negativas, que 
vivem saprofiticamente no solo, enquanto não formam associação com as 
plantas. O Rhizobium forma associação quase exclusivamente com 
leguminosas, sendo a única exceção conhecida a Parasponia, uma árvore 
tropical. Ex.: R. japonicum, que nodula predominantemente com soja e R. 
phaseolae que predomina em feijão. Entre as nativas brasileiras há muitas 
leguminosas que podem formar associação com Rhizobium, entre elas o 
jacarandá-da-baia (Dalbergia nigra), a bracatinga (Mimosa scabrella), o 
amendoim (Arachis hypogaea), o maricá (Mimosa bimucronata), o tachi 
branco (Tachigalia alba), a Andira spp., a embira-de-sapo (Lonchocarpus 
muehlbergianus) e o angico-do-cerrado (Anadenantera falcata). O principal 
local para formação de nódulos são as raízes, mas pode haver nodulação 
também no caule, como no caso da simbiose entre a leguminosa aquática do 
gênero Aeschynomene e Bradyrhizobium. 
No segundo grupo estão plantas não leguminosas que formam 
associação com actinomicetes (bactérias filamentosas). Nesta categoria, há 
associações externas e internas, sendo que nessas últimas pode haver 
formação de nódulos. Na simbiose externa podemos citar a associação de 
Azobacter com cana-de-açúcar e Spirillum com milho. As bactérias se 
concentram, formando uma mucilagem que encapa a raiz. Existem 
variedades de cana-de-açúcar e milho (além de sorgo, arroz, batata-doce) 
que estabelecem associação com bactérias endofíticas, que vivem nos 
espaços intercelulares (da raiz, caule e folhas) e nos tecidos vasculares 
(xilema). Não formam nódulo, e não há nenhuma outra modificação 
anatômica. Entre as bactérias endofíticas podemos citar a Acetobacter 
diazotrophicus que forma associação com a cana, com a grama Cameron e a 
batata-doce; o Herbaspirillum ssp que forma associação com milho, sorgo e 
arroz e o Azospirillum lipoferum com Poaceae. Estas bactérias são 
endofíticas obrigatórias e são transmitidas por sementes ou por propagação 
vegetativa. Outra associação endofítica importante é a simbiose da bactéria 
Frankia com as angiospermas Casuarina, Coenothus e Alnus, entre outras. 
Nesse tipo de associação ocorre formação de nódulos nas raízes, a exemplo 
do que ocorre entre leguminosas e o Rhizobium. 
O terceiro tipo de associação é que ocorre entre as cianobactérias e 
briófitas, pteridófitas, cicadáceas e angiospermas. O local na planta onde 
ocorre a associação é dependente do grupo. Nas briófitas e pterodófitas a 
bactéria se desenvolve na cavidade das folhinhas. Nas Cycadaceae a 
bactéria se desenvolve na parte externa das raizes colaróides. Nas 
angiospermas a associação é interna e se estabelece em tecidos 
glandulares, como glândulas secretórias na base de pecíolos. A cianobactéria 
Nostoc é notável pela facilidade de formar associação com vários grupos de 
plantas. Entre os exemplos podemos citar a associação da Nostoc com a 
briófita Antheros; com a pterodófita aquática Azolla; com as cicadáceas 
Cycas e Macrozamia e com a angiosperma Gunnera. A Anabaena também 
pode se associar à Azolla. A simbiose entre Azolla com as cianobactérias é 
especialmente importante em cultivo de arroz alagado, como fonte de 
nitrogênio. 
A Nostoc também forma associação com fungos, compondo os 
líquens. 
 
FORMAÇÃO DO NÓDULO NA SIMBIOSE RHIZOBIUM-LEGUMINOSA 
Para o estabelecimento da simbiose é necessário que ocorra ativação 
de vários genes, específicos. Os genes da bactéria envolvidos no processo 
são denominados de genes de nodulação (nod) e os da planta são 
denominados de nodulinos (Nod). Abaixo estão sumarizados todos os passos 
para a formação do nódulo: 
1. As raízes normalmente exsudam substâncias, como flavonóides e 
betaínas que atraem o Rhizobium para a rizosfera (quimiotactismo positivo). 
Em resposta a estas substâncias é induzida a expressão do gene NodD que 
por sua vez induz a expressão de outros genes nod. Estes codificam enzimas 
de síntese de mensageiros secundários, denominadas coletivamente de 
Fatores NOD (fatores de nodulação). Os fatores NOD conhecidos atualmente 
são lipo-oligossacarídeos, que são responsáveis, entre outras coisas, pelo 
reconhecimento entre bactéria e planta hospedeira e pela indução de uma 
intensa divisão celular no córtex da raiz. 
2. A seguir é induzida a síntese de lectinas (glicoproteínas de origem 
vegetal), que ao serem liberadas ligam-se facilmente aos polissacarídeos de 
parede celular da bactéria e da raiz. Ela parece interferir na especificidade do 
Rhizobium com a raiz. 
3. A infecção pode ocorrer através do pêlo radicular, como em soja (Glycine 
max). Neste caso o Rhizobium excreta uma substância, provavelmente AIA, 
que causa o seu enrolamento. A infecção pode também ocorrer via axila da 
raiz secundária ou ferimentos na epiderme, como em amendoim (Arachis 
hypogea), ou ainda através da epiderme intacta, comoem bracatinga 
(Mimosa scabrella). 
4. A célula da raiz e a bactéria sintetizam enzimas proteolíticas que digerem a 
parede, mas não a plasmalema que é empurrada para dentro. 
5. Forma-se o filamento, que é a própria plasmalema - que vai recebendo 
material adicional via vesículas de Golgi - mais a parede celular que se forma 
protegendo as células. 
6. A bactéria não tem muita mobilidade e o filamento vai prosseguindo, por 
divisão da bactéria. Ou seja, não é o primeiro Rhizobium que se move dentro 
da célula, mas bactérias resultantes da divisão. O filamento penetra até à 
célula basal do pêlo. 
7. Quando chega nesse ponto, a plasmalema do filamento funde-se com a 
extremidade posterior da célula basal. 
8. Digere a parede da célula seguinte e empurra a plasmalema. 
9. Este canal (com as bactérias dentro) pode percorrer o caminho intercelular 
ou pode voltar ao caminho intracelular. 
10. A célula aonde as bactérias chegam, tornam-se tetraplóides. As outras 
por onde o filamento passou continuam 2n. 
11. Na célula terminal não se forma parede adicional, só plasmalema, que 
começa a estufar liberando bactérias envolvidas com membrana, que podem 
ou não se dividir. 
12. Quando já liberadas na célula ocorrem transformações morfológicas e 
fisiológicas e podem aumentar até 10 vezes o seu tamanho. A partir daí 
passam a fixar N2. Ocupam quase todo o espaço da célula e passa e a 
estrutura interia passa a ser denominada de bacteróide. 
 
Fonte: Taiz & Zeiger, 2004. 
 
 
 
BIOQUÍMICA DA FIXAÇÃO DO N2
 
O N2 atmosférico penetra nas raízes e se difunde até os nódulos. No 
bacteróide, a nitrogenase (Nase) transforma o N2 em NH4+. Para que esta 
reação ocorra são necessários 8 elétrons e 16 Mg-ATP. A nitrogenase 
possui 2 subunidades Fe-proteína e Fe-Mo-proteína, ambas capazes de 
transportar elétrons. 
 
 
 
Fonte: Taiz & Zeiger, 2004. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Durante a reação de redução do N2, a nitrogenase é auxiliada por uma 
molécula transportadora de elétrons, a ferredoxina. A reação ocorre da 
seguinte maneira: 
1. A ferredoxina, na sua forma reduzida, transfere um elétron para a unidade 
Fe-proteína da nitrogenase. 
2. A Fe-proteína, então reduzida, doa o elétron recebido para a MoFe-
proteína. 
3. A Mo-Fe-proteína acumula os elétrons. Após 8 transferências, essa 
unidade terá acumulado 8 elétrons e, então, fará a redução do N2 à NH3. 
4. Para cada elétron transferido da Fe-proteína para a MoFe-proteína são 
consumidos 2 ATPs. Para reduzir uma molécula de N2 são necessários 8 
elétrons e, portanto, 16 ATPs. 
Os ATPs necessários para reação da Nase são produzidos por 
fosforilação oxidativa no bacteróide. A CTE do bacteróide possui uma 
citocromo-oxidase terminal muito eficiente, que funciona em baixas 
concentrações de O2 (0,01-0,1 μM). Os principais substratos para geração de 
ATP e poder redutor (ferredoxina reduzida) para fixação de N2 são hexoses e 
ácidos orgânicos. A sacarose é o principal metabólito transportado das folhas 
para as raízes e nódulos. Os nódulos contêm invertases capazes de quebrar 
sacarose em hexoses, suprindo assim a demanda por energia no nódulo. 
A nitrogenase é inibida por O2, mas ao mesmo tempo precisa dos 
elétrons liberados e do ATP produzido durante a quebra dos carboidratos na 
cadeia respiratória aeróbica, que necessita de O2. Assim para proteger a 
nitrogenase e ao mesmo tempo permitir a respiração aeróbica, duas 
estratégias foram desenvolvidas nos nódulos. Na primeira, o parênquima do 
nódulo funciona como uma barreira à difusão do O2. Os espaços 
intercelulares são pequenos e pouco numerosos, podendo ser preenchidos 
com água. Logo, a entrada de O2 no interior do nódulo é muito dificultada. A 
segunda estratégia é a mais importante e envolvem a ação da 
leghemoglobina (Lb). As células vegetais da região central do nódulo 
produzem a leghemoglobina, sendo que a planta sintetiza a globulina e o 
bacteróide o grupo heme. Ela é similar à hemoglobina do sangue e confere 
aos nódulos funcionais a cor rosada ou vermelha característica, dependendo 
da espécie. Essa molécula é um carregador de O2, que garante que os 
bacteróides recebam o O2 necessário para sua respiração, evitando que o 
gás circule livremente no nódulo, protegendo a nitrogenase. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Leghemoglobina Citocromo oxidase
Barreira ao O2 
Fonte: Buchanan, 2000. 
 
O NH4+ produzido pelo bacteróide é transportado para o citoplasma da 
célula infectada, aonde será convertido em glutamina pelo sistema 
GS/GOGAT. Dependendo da espécie, a glutamina pode ser convertida em 
asparagina ou em purinas, cuja quebra resultará na formação de ureídeos 
(alantoína ou ácido alantóico). 
 
TRANSPORTE 
O transporte de compostos nitrogenados ocorre principalmente pelo 
xilema. Os compostos nitrogenados de transporte são: 
1. Ureídeos: alantoina (ALN) e ácido alantóico (ALC). São os principais nas 
leguminosas tropicais (tribo Phaseolae): soja, feijão e Vigna. A asparagina 
pode ser transportada, em menor grau. 
 
2. Asparagina: nas leguminosas temperadas, como ervilha, Vicia e Lupinus. 
Transportam em menor grau glutamina. 
 
3. Glutamina: nas gramíneas como o milho, a cana-de-açúcar e o trigo. 
Provavelmente também transportem um pouco de asparagina. 
 
O transporte via floema pode ocorrer, quando os compostos passam 
lateralmente do xilema para o floema. Este transporte é seletivo. 
a) NO3-: não passa para o floema e não é produzido pelo nódulo. 
b) Ureídeos: passam com facilidade. ALN > ALC. 
c) aminoácidos (aa): a passagem depende da acidez: 
básicos (arginina)>neutros (GLN; ASN) > ácidos (á.glutâmico; á.aspártico) 
 
Os aminoácidos básicos e ácidos quase não ocorrem no xilema, pois 
não são compostos de transporte. 
O transporte no floema é importante para órgãos que não transpiram. 
 
Além de fixar N2, outra característica importante da nitrogenase é a 
sua capacidade de catalisar outras reações (tabela 1). Esta propriedade será 
importante no rendimento da enzima. A energia livre de Gibbs (ΔGo’) para a 
reação de conversão de N2 em NH3 global é de cerca de -200 kJ.mol-1. 
Apesar da reação ser realmente exotérmica, requer uma alta energia de 
ativação, por causa da ligação tripla do nitrogênio molecular. No processo de 
fixação biológico, a nitrogenase utiliza cerca de 12g de carbono orgânico para 
cada grama de N2 fixado. Mas apesar do custo energético, o processo 
biológico é muito mais eficiente do que o industrial, pois o primeiro ocorre em 
temperatura ambiente e pressão atmosférica normal, enquanto que o 
segundo processo requer temperaturas tão altas quanto 400-650oC e 
pressões de 150-400 atm. 
Tabela 1: Reações catalisadas pela nitrogenase (Fonte: Kerbauy, 2004) 
 
Durante o processo de fixação, cerca de 60 a 75% da sua atividade é 
utilizada efetivamente na redução do N2 a NH4+ e 25% a 30% na formação de 
H2. A produção do H2 é inevitável e faz parte do processo, consumindo assim 
parte dos elétrons que poderiam ser utilizadas na fixação de N2. Algumas 
estirpes de microorganismos possuem hidrogenase: que recicla e- o H2, 
sendo portanto mais eficientes no processo de fixação. As estirpes são 
denominadas de Leg-Rhiz Hup+, que aproveita H2 e Leg-Rhiz Hup-, que não 
aproveita H2. 
 
A nitrogenase pode ser inibida fortemente por MgADP. Mas altos 
níveis de NH4+ e O2 também são inibidores da sua atividade. 
A nitrogenase é inibida por O2, mas ao mesmo tempo precisa dos 
elétrons liberados e do ATP produzido durante a quebra dos carboidratos na 
cadeia respiratória aeróbica, que necessita de O2. Assim para proteger a 
nitrogenase e ao mesmo tempopermitir a respiração aeróbica, duas 
estratégias foram desenvolvidas nos nódulos. Na primeira, o parênquima do 
nódulo funciona como uma barreira à difusão do O2. Os espaços 
intercelulares são pequenos e pouco numerosos, podendo ser preenchidos 
com água. Logo, a entrada de O2 no interior do nódulo é muito dificultada. A 
segunda estratégia é a mais importante e envolvem a ação da 
leghemoglobina (Lb). As células vegetais da região central do nódulo 
produzem a leghemoglobina, sendo que a planta sintetiza a globulina e o 
bacteróide o grupo heme. Ela é similar à hemoglobina do sangue e confere 
aos nódulos funcionais a cor rosada ou vermelha característica, dependendo 
da espécie. Essa molécula é um carregador de O2, que garante que os 
bacteróides recebam o O2 necessário para sua respiração, evitando que o 
gás circule livremente no nódulo, protegendo a nitrogenase. 
PROCESSO GLOBAL DE FIXAÇÃO DE N2 NO NÓDULO 
Cordeiro 2004 
 
BIBLIOGRAFIA 
Buchanan, B.B.; Gruissem, W. & Jones, R.L. 2000. Biochemistry and 
molecular biology of plants. American Society for Plant Physiologists, 
Rockville. 
Epstein, E. 2006. Nutrição mineral das plantas. Princípios e 
perspectivas. 2a ed. Editora Planta, Londrina. 
Ferri, M.G., coord. 1985. Fisiologia vegetal. Vol. 1. 2a. ed. EPU, São 
Paulo. 
Kerbauy, G.B. Fisiologia vegetal. Guanabara Koogan, Rio de Janeiro. 
Malavolta, E. 1980. Elementos de nutrição mineral de plantas. Ed. 
Agronômica Ceres, São Paulo. 
Marschner, H. 1989. Mineral nutrition of Higher Plants. 3a ed. Academic 
Press, London. 
Mohr, H. & Schopfer, P. 1995. Plant physiology. Springer, London. 
Raghavendra, A.S. 1998. Cambridge university Press, Cambridge. 
Salisbury, F.B. & Ross, C. 1992. Plant physiology. 4a. ed. Wadsworth, 
Belmont. 
Sutcliffe, J.F. 1980. As Plantas e a água. EPU/EDUSP, São Paulo. 
Taiz, L. & Zeiger, E. 2004. fisiologia vegetal. Artmed, porto Alegre. 
	 NR
	ENZIMAS
	O segundo mecanismo de controle envolve a ação de cianeto. O CN- ocorre naturalmente nas células, em quantidades mínimas e por isso não alcança níveis tóxicos. Se houver acúmulo de aminoácidos não utilizados na célula, ocorre a formação de nitrosaminas. As nitrosaminas combinam-se com glioxima para formar OXIMA, sendo que nessa reação ocorre liberação de CN-, e o cianeto liberado desacopla as subunidades da enzima.
	A assimilação do amônio (NH4+) em glutamina (GLN) é catalisada pela enzima glutamina sintetase (GS). Essa enzima funciona em baixas concentrações de amônio, aparentemente só para formar glutamina, mas precisa haver disponibilidade de glutamato, onde o NH4+ é incorporado. Assim para a GS funcionar é preciso que outra enzima esteja ativa para formar glutamato. A GOGAT (glutamina oxiglutarato aminotransferase) é a enzima que produz malato. Mas para essa reação ocorrer precisa haver disponibildade de GLN, que é o substrato para transaminação de grupamentos amina. Assim a GS e a GOGAT funcionam de maneira sincronizada, pois um dos substratos da GS – o glutamato – é o produto da GOGAT. Por outro lado, o substrato da GOGAT – a glutamina – é o produto da GS.
	INTERAÇÃO ENTRE FOTOSSÍNTESE E METABOLISMO DO NITROGÊNIO