固氮黃素

固氮黃素

固氮黃素是生物體中的一種化學物質,用於生物固氮,即把分子態氮(N2)在生物體內還原為氨(-NH2)。

固氮黃素

簡介

固氮體系中的還原劑有黃素氧還蛋白鐵氧還蛋白

氮酶還原酶與Mg-ATP結合後,被鐵氧還蛋白或黃素氧還蛋白或Na□S□O□還原並與酶暫時地結合,以進行電子轉移

相關資料

分子態氮(N□)在生物體內還原為氨(NH□)的過程。由固氮作用所形成的氮素化合物是自然界土壤中化合態氮的主要來源。生物固氮作用是固氮微生物的一種特殊生理功能,其總的生物化學反應是:
N□+6H□+□ATP+6e□2NH□+□ADP+□Pi儘管不同固氮微生物的生理特性有差別,它們產生ATP的途徑也不同(可以通過光合磷酸化作用或發酵作用),但它們的固氮機制是統一的,由固氮酶系統循序催化進行,ATP一定要與鎂(Mgg)結合而形成Mg-ATP複合物才能起作用。
分子氮的還原過程是由固氮酶催化的。固氮酶、還原劑、Mg-ATP和ATP再發生系統組成複雜的固氮酶體系。固氮含有兩種蛋白成分,即鉬鐵蛋白和鐵蛋白。依據它們的結構和作用性質,可以把它們分為兩個不同的酶,鉬鐵蛋白為氮酶,鐵蛋白為氮酶的還原酶。固氮體系中的還原劑有黃素氧還蛋白和鐵氧還蛋白。實驗室中研究固氮酶時,常用連二亞硫酸鈉(Na□S□O□)作還原劑。
固氧作用中電子的傳遞過程如下:
氮酶還原酶與Mg-ATP結合後,被鐵氧還蛋白或黃素氧還蛋白或Na□S□O□還原並與酶暫時地結合,以進行電子轉移。氮酶還原酶每次轉移一個e給氮酶。伴隨著兩個Mg-ATP的水解。在催化過程中,氮酶還原酶必需反覆氧化還原,以保證有足夠的電子轉移給氮酶,還有氮分子。
固氮酶除能將分子氮還原為氨外,還能催化一些具有N-N、N=O、C≡N以及C≡C鍵化合物的還原,如將乙炔(C□H□)還原為甲烷(CH□)等。用乙炔還原法測定固氮酶活性,就是根據固氮酶作用底物的多樣性。固氮酶還原C□H□形成C□H□,能夠用氣相層析儀快速測定,簡便而靈敏。這一固氮酶活性的間接測定法已被廣泛套用。

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