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Metabolismo do Nitrogênio
O nitrogênio é um elemento essencial encontrado em proteínas, em ácidos nucléicos e em outras biomoléculas. Apesar do importante papel que exerce nos organismos vivos, o nitrogênio utilizado biologicamente é escasso. Embora o nitrogênio molecular (N 2 ) seja abundante na biosfera, ele é quase inerte quimicamente. Portanto, a conversão do N 2 para a forma utilizável necessita gasto de energia. Certos microorganismos podem reduzir o N 2 para formar NH 3 (amônia). As plantas e os microorganismos absorvem NH 3 e NO3− (íon nitrato), o produto de oxidação da amônia. As duas moléculas são usadas para a síntese de biomoléculas contendo nitrogênio. Os animais não sintetizam moléculas contendo nitrogênio a partir de amônia e nitrato. Em lugar disso, eles obtêm “nitrogênio orgânico”, (principalmente aminoácidos) da dieta. Em uma complexa série de vias, os animais usam o nitrogênio dos aminoácidos para sintetizar vários compostos orgânicos.
O nitrogênio é encontrado em inúmeras biomoléculas, como por exemplo, aminoácidos, bases nitrogenadas, porfirinas e alguns lipídeos.
Muitos metabólitos contendo nitrogênio são necessários em pequenas quantidades (ex.: aminas biogênicas e glutationa).
11.1 Fixação de nitrogênio
Várias circunstâncias limitam a utilização do nitrogênio atmosférico nos seres vivos. Devido a estabilidade química do nitrogênio molecular atmosférico, a redução do N 2 até íon amônio ( NH +4 ) (denominado fixação do nitrogênio) necessita de grande quantidade de energia. Por exemplo, no mínimo 16 ATP são necessários para reduzir um N 2 a duas NH 3 . Além disso, somente alguns procariotos podem “fixar” nitrogênio. Entre eles estão as bactérias (Azotobacter vinelendii e Clostridium pasteurianum), as cianobactérias (Nostoc muscorum e Anabaena azollae) e as bactérias simbiontes (várias espécies de Rhizobium) localizadas em nódulos de raízes de plantas leguminosas como soja e alfafa.
As espécies fixadoras de