植物氮同化

取自 食品百科全书

植物吸收环境（对陆生植物而言是土壤）里的或，并合成氨基酸和蛋白质等含氮有机化合物的过程。高等动物只能直接或间接地利用植物制造的有机氮。植物吸收的必须先还原成，才能参加有机氮化合物的合成。

细胞中NO3-还原成NH4+的过程分两步进行。先被还原为NO2-，由硝酸还原酶催化，在细胞质中进行 ；再被还原为NH4+，由亚硝酸还原酶催化，正常情况下植物体内不累积。

硝酸还原酶是一种底物诱导酶 ，其合成和活力受 的存在的诱导。在大多数情况下其活力受产物及各种氨基酸抑制。

亚硝酸还原酶是单一的肽链 ，其上接有铁硫复合物及铁二氢卟酚四吡咯。它的合成及活力依赖于的供应。

植物直接从土壤里吸收的或在体内将还原形成的，在3个重要的酶参与下，同化为有机氮化合物。这3个酶是：谷酰胺合成酶、谷氨酸合成酶及谷氨酸脱氢酶。

植物氮同化 nitrogen assimilation of plant

  植物吸收环境（对陆生植物而言是土壤）里的 N或 N，并合成氨基酸和蛋白质等含氮有机化合物的过程。高等动物只能直接或间接地利用植物制造的有机氮。植物吸收的N必须先还原成N，才能参加有机氮化合物的合成。

　硝酸还原　细胞中N还原成N的过程分两步进行。N先被还原为N，由硝酸还原酶催化，在细胞质中进行；N再被还原为N，由亚硝酸还原酶催化，在和根细胞的原质体（一种细胞器）里进行。正常情况下植物体内不累积 N。植物体内进行硝酸还原的部位因物种而异。大多数植物根和地上部都有还原硝酸根的能力，如燕麦、玉米、向日葵、大麦。苍耳的根部则没有。番茄的硝酸还原主要在绿色部分进行。 　硝酸还原酶是一种底物诱导酶,其合成和活力受N的存在的诱导。在大多数情况下其活力受产物 N及各种氨基酸抑制。菠菜的硝酸还原酶分子量约为2×N，有 3个辅基：黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD） 、细胞色素b(Cyt.b)及钼。还原力来自还原辅酶Ⅰ(NADH)，它可以从糖酵解过程中得到,或由叶绿体的草酰乙酸-苹果酸穿梭间接供应。 　亚硝酸还原酶是单一的肽链，其上接有铁硫复合物及铁二氢卟酚四吡咯。它的合成及活力依赖于 N的供应。亚硝酸还原酶位于叶绿体内。照光的叶绿体产生的还原铁氧还蛋白（Fd）是 N还原的电子供体。铁氧还蛋白可以在叶绿体的非循环光合磷酸化过程中被还原，亦可在铁氧还蛋白―NADP还原酶存在时，由还原辅酶Ⅱ(NADPH)还原（图1[叶绿体内N还原的反应程序]还原的反应程序" class=image>）。 　根能很快同化 N，但根内没有铁氧还蛋白。根内的亚硝酸还原酶存在于原质体中，其中富含戊糖磷酸途径的酶系统，能产生NADPH,但它提供的电子不能直接用于N还原。其间还应有中间电子递体。 　氨同化作用　植物直接从土壤里吸收的 N或在体内将N还原形成的N，在3个重要的酶参与下,同化为有机氮化合物。这3个酶是:谷酰胺合成酶、谷氨酸合成酶及谷氨酸脱氢酶。谷酰胺合成酶催化谷氨酸和 N形成谷酰胺反应如下：

    [2216-01]此反应需要[mg]的存在。消耗的能量来自形成的腺苷三磷酸(ATP)谷酰胺的酰胺基由谷氨酸合成酶催化转给酮戊二酸，形成谷氨酸。这个反应以还原铁氧还蛋白作为电子供体，反应式如下：[2216-02]谷氨酸上的氨基，由各种转氨酶催化，可以转移到各种酮酸上，形成相应的氨基酸〔见〕。

　N 进入有机物的另一途径为谷氨酸脱氢酶所催化，使 N与酮戊二酸结合形成谷氨酸。反应式为： [2216-03]上述反应需要的N浓度高于一般植物组织里的浓度,甚至足以解联光合磷酸化。所以这条途径可能不是氮同化的主要途径。现在普遍接受的N及N在细胞内的同化途径见（图2[N及N的胞内同化途径]及N的胞内同化途径" class=image>）。