ساختمان و نحوه عمل آنزیم نیتروژناز

زیست شناسی
ساختمان و نحوه عمل آنزیم نیتروژناز چکیده: نیتروژناز، آنزیم میکروبی است که مسوول تثبیت نیتروژن د رخاک می باشد. این عمل نیتروژن را برای گیاهان و دیگر موجودات عالی تر قابل استفاده می کند. هرساله میکرو ارگانیسم ها 8 10 تن نیتروژن را از اتمسفر بصورت آمونیاک وارد خاک می کنند (3 ). این میکروارگانیسم ها به دو صورت آزاد و همزیست با ریشه گیاهان Legum در خاک وجود دارند. آمونیاک یا یون های آمونیوم در خاک می توانند توسط گیاهان و دیگر موجودات مصرف شده و در ساختمان اسیدهای آمینه و سایر ترکیبات دارای نیتروژن وارد شوند. البته بدنبال تثبیت نیتروژن توسط آنزیم نیتروژناز، آمونیاک حاصله توسط میکروارگانیسم های دیگر و طی عمل نیتریفیکاسیون ابتدا به نیتریت و سپس به نیترات تبدیل می شود. این فرایند در خاک از اهمیت به سزایی برخوردار است زیرا منجر به تغییر بار از مثبت به منفی می گردد و در نتیجه این یون های منفی از ذرات خاک دارای بار منفی جدا شده و آزادانه و به صورت محلول در خاک درمی آیند و در نتیجه به راحتی توسط گیاهان جذب شده و به مصرف می رسند.نیتروژناز یک متالوآنزیم چندجزئی می باشد که از نظر ساختاری دارای سه ایزوزیم Mo- نیتروژناز، V- نیتروژناز و Fe- نیتروژناز است که در ادامه ی مطلب ساختار و عملکرد و تفاوت میان آنها، ژن های کدکننده این آنزیم ها، عملکرد و تنظیم عملکرد آنها را شرح خواهیم داد. کلمات کلیدی: آنزیم میکروبی آنزیم نیتروژناز تثبیت نیتروژن د رخاک مراحل مکانیسم نیتروژناز لیسیتین دانشمندان دریافته اند که نوعی پروتئین گیاهی مشخص که فیتوهماگلوتیمین نامیده می شود، توان چسبیدن به سلول های قرمز خونی و همچنین التیام بخشی آن ها را نیز دارد. فیتوهماگلوتیمین برای بسیاری از انواع دیگر حیوانات نیز الزامی است. این پروتئین در گیاهان ، خصوصاً از خانواده سبزی های خوردنی و بنشن بسیار فراوان دیده می شود . همچنین می توان به وجود این پروتئین در بسیاری از بی مهره گان اشاره کرد.اولین باری که هموگلوتینین کشف شد، Concanavalin و دانه کرچک در آن وجود بود.مواردی که در بالا به آن ها اشاره شد و بسیاری دیگر از پروتئین های گیاهی و حیوانی که قابلیت چسبیدن به سطح سلول را دارند لیسیتین نامیده می شوند چرا که این دسته از پروتئین ها به گروه های کربوهیدرات مشخص و ویژه ای در سطح سلول می چسبند. عقیده بر این است که لیسیتین بر روی سطح سلول گیاهی مستقر است. لیسیتین گیاهان و بی مهره گان به صورت پروتئین تدافعی برای حفاظت از سازواره و ارگانیسم آن ها که فاقد سیستم ایمنی هستند، ظاهر می شود. فهرست 1- لیسیتین ........................ 5 1-1- Trifolin A...............5 1-2- Noduline................6 2- ساختار و عملکرد نیتروژناز.......9 2-1- فرآیند تهیه آمونیاک توسط آنزیم نیتروژناز.........9 2-2- پروتئین های تشکیل دهنده نیتروژناز.................10 2-3- مکانیسم تثبیت نیتروژن و عمل هیدروژنیزه شدن.........................................11 3- تولید سلول های E.coli از طریق نیتروژناز........................12 3-1- Molybdoferredoxin..................................12 3-2- Azoferredoxin.............................................13 3-3- پروتئین های تثبیت نیتروژن................................14 3-4- ترتیب آرایش ژن های K.pneumoniae.......15 4- مکانیسم عمل نیتروژناز........16 5- محصولات عمل نیتروژناز......17 5-1- میزان تولید انرژی در واکنش نیتروژناز.............17 6- مراحل مکانیسم نیتروژناز.......18 7- الکترون دهنده ها و آنزیم نیتروژناز......................................20 8- واژه نامه .................................21