Metabolismo do Nitrogênio

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O nitrogênio está entre os elementos minerais 
mais abundastes nas plantas. A atmosfera 
contém cerca de 78% de N molecular (N2), porém 
as plantas utilizam apenas depois de passar por 
um processo de fixação. 
O nitrogênio mineral é representado pelo nitrato 
(NO3-) e a amônia (NH4+), tanto o nitrato como 
a amônia são prontamente utilizados pelas 
plantas, a maioria dos solos (NH4+) oxidado por 
bactérias nitrificadoras. 
 
A inter-relação das principais fontes de N para 
as plantas são: 
1. Fixação de N2; 
2. Nitrificação; 
3. Absorção de NO3-; 
4. Absorção de NH4+; 
5. Fixação simbiótica; 
6. Incorporação de matéria orgânica; 
7. Degradação de compostos nitrogenados. 
 
 
 
 
 
O destino do NO3- absorvido pela raiz pode ser: 
1. Redução e subsequente assimilação; 
2. Transferência e armazenamento no 
vacúolo; 
3. Transporte via xilema; 
4. Efluxo 
T = proteína transportadora de NO3-. 
 
Redução do NO3- 
A redução completa do NO3- até NH4+ requer oito 
elétrons: 
 
Metabolismo do Nitrogênio 
Na célula, a redução ocorre em duas etapas, cada 
uma envolvendo doadores de elétrons específicos. 
 
 
 
Conversão da NH4+ em aminoácidos 
A natureza prejudicial do NH4+ exige sua rápida 
assimilação (para evitar seu acúmulo nos 
tecidos). Os tecidos possuem um eficiente 
sistema de assimilação que funciona em baixas 
concentrações de NH4+. 
 
 
Em seguida, ocorre a transferência do N da 
glutamina para o 2-oxaglutarato, formando o 
glutamato, necessitando de dois elétrons da 
ferredoxina (cloroplastos) ou NADH (tecidos não 
verdes). 
 
 
1. Glutamina sintetase (GS); 
2. Glutamato sintase (GOGAT) – 
glutamina 2-oxoglutarato 
aminotransferase. 
 
Principais finalidades da rota 
GS/GOGAT 
Fornecer o N para a formação de todos os 
aminoácidos necessários para a síntese de 
proteína no próprio tecido (suprindo a demanda 
local), e a produção de glutamato e aspartato 
para a formação das amidas necessárias para o 
transporte de N até outros tecidos. 
O Co-fator reduzido é a ferridoxina (Fd-GOGAT) 
– nas folhas verdes (cloroplastos) e o NADH 
(NADH-GOGAT) – tecidos não fotossintéticos 
(plastídeos). 
 
Rota simultânea a GS/GOGAT -> catalisa 
a reação reversível que sintetiza ou desamina 
glutamato. 
 - NADH – dependente do GDH – Mitocôndrias; 
 - NADPH – dependente – Cloroplastos de órgãos 
fotossintéticos. 
 
 
Reações de transaminação 
Uma vez assimilado em glutamina e glutamato, 
o N é incorporado em outros aminoácidos – 
reações de transaminação. 
Enzimas: 
 Aspartato aminotransferase (Asp-AT) – 
citoplasma, cloroplastos, mitocôndrias, 
glioxissomos e peroxissomos; 
 Asparagina sintetase (AS) – citosol. 
Transferência do grupo amino do glutamato para 
o oxalacetato para formar aspartato – 
catalisado pela enzima Asp-AT. 
 
Síntese da Asparagina pela transferência de um 
grupo aminoácido da glutamina para o aspartato 
– catalisado pela enzima AS.