与氮素同化相关酶及测定方法汇总

2. 氨基态氮(amino nitrogen) 可直接吸收，效果因种类而异
第一类 效果 > 硫酸铵：如甘氨酸、天门冬酰胺等 第二类，尿素 < AA效果 < 硫酸铵：如天门冬氨酸等 第三类，效果 < 尿素：如脯氨酸、缬氨酸等 第四类，有抑制作用：如蛋氨酸
植物转氨酶(GOT和GPT)活度比色测定方法及其应及GOGAT酶活 性的测定
CHNH2 │
谷 氨
CH2 │
酰 CH2
胺│
CONH2
NADH
铁氧还蛋白 COOH
2H+，2e—
│
C=O
│
CH2 │
CH2 │
COOH
谷氨酸合成酶
NH3 NADH
谷氨酸 脱氢酶
COOH
│
CHNH
2
│
CH2 │
CH2 │
COOH 谷氨酸
COOH
│
CHNH2 │
CH2 │
CH2 │ COOH
转氨基 含氮化
谷丙转氨基作用 （2）生物体内两种重要的转氨基作用
谷草转氨基作用
①谷丙转氨基作用
H
CH3 C NH2 COOH
+
COOH CCHH22
谷丙转氨酶 （ GPT）
CH3
C=O
C=O 磷酸吡 COOH 哆醛
COOH
+
COOH CCHH22 H-C-NH2 COOH
②谷草转氨基作用
COOH CH2 H-C-NH2
株全氮的7％） 3. 氮是酶的成分 4.氮是叶绿素（叶绿素a:C55H72O5N4Mg)的成分
（叶绿体含蛋白质45～60％）
5. 氮是多种维生素的成分:如维生素B1 (C12H17ON3S)、B2 (C17H18O6N4 )、B6(C6H11O3N) 6. 氮是一些植物激素的成分（如IAA、CTK） 7. 氮也是生物碱的组分（如烟碱、茶碱、可可 碱、咖啡碱、胆碱－－卵磷脂(磷脂酰胆碱）
NO2-
NiR，Fe、Mn 根、叶绿体
NH3
NR：硝酸还原酶(nitrate reductase) NiR：亚硝酸还原酶(nitrite reductase)
氨的同化
植物吸收铵盐以后，或当植物所吸收的硝酸盐被 还原成氨后，氨必须立即被同化成氨基酸，否则就会 毒害植物。因为氨可能抑制呼吸过程中的电子传递系 统。 氨的同化方式为：进入谷氨酸合成酶循环。 作用酶类： GOGAT:谷氨酸合成酶；存在于叶绿体。 GS:谷氨酰胺合成酶；存在于叶绿体和细胞质中。 GDH:谷氨酸脱氢酶；存在于线粒体中。
谷氨酸 作用 合物
图1 氨的同化途径的模式
反应式：
NH3＋谷氨酸＋ATP 谷氨酰胺合成酶 谷氨酰胺＋ADP＋Pi
谷氨酸合成酶
谷氨酰胺＋α-酮戊二酸＋2e－＋2H＋
2谷氨酸
转氨酶
合成
谷氨酸＋17酮酸
17种氨基酸
蛋白质
转氨基作用（transamination）
（1）定义：是指一种α-氨基酸和α-酮酸在转氨酶的作 用下生成相应的α-酮酸和新的氨基酸的过程。
与氮素同化相关酶及测定方法
自然界中N素循环
一、植物体内氮的含量与分布 含量：占植物干重的0.3～5％。
植物种类：豆科植物>非豆科植物 品种：高产品种>低产品种 器官：种子>叶>根>茎秆
二、氮的生理功能
1. 氮是蛋白质的重要成分（蛋白质含氮16～18％） 2. 氮是核酸和核蛋白的成分（核酸中的氮约占植
氮素通常被称为生命元素
三、植物对氮的吸收(adsorption)与同化
(assimilation)
植物从外界环境获得N主要是通过 3条途径, 通过NO3- 还原把无 机氮转化为生命体可用的有机氮, 通过固氮菌对 N2的固定, 直接吸 收土壤中的铵或有机氮。
植物的氮源主要是铵盐和硝酸盐，占土壤含氮的1%-2%。
过程（1）GDH（谷氨酸脱氢酶）途径
氨
酮酸
酮戊二酸 谷氨酸脱氢酶 谷氨酸 氨 酰胺
各
转氨基作用
种 新 的 氨 基 酸
• （2）GS-GOGAT途径
• （谷氨酰胺合成酶－谷氨酸合成酶）
• 是高等植物同化氨的主要途径
谷氨酰胺 合成酶
ATP
NH3
NH4+吸收 NO3—还原 N2固定 光呼吸
COOH
│
意义：①贮存氨基；
②解除氨毒；
③参与代谢。
（二）植物对有机氮的吸收与同化
1. 尿素 urea（酰胺态氮 amide nitrogen）
(1) 吸收：根、叶均能直接吸收
(2) 同化：
①脲酶途径：尿素 脲酶
水解
NH3
②非脲酶途径：直接同化
氨基酸
尿素 氨甲酰磷酸 瓜氨酸 精氨酸
尿素的毒害：当介质中尿素浓度过高时，植物 会出现受害症状
无机态： NO3-－N、NH4+－N
吸收的形态
（主要）
有机态：NH2 －N、氨基酸、 核酸等 （少量）
（一）植物对硝态氮的吸收与同化 1. 吸收：旱地作物吸收NO3-－N为主，主动吸收
2. 同化
(1) NO3-－N的还原作用(nitrate reduction)
过程：
ห้องสมุดไป่ตู้
NO3-
NR，Mo 根、叶细胞质
(5)1mol/L氢氧化钠溶液:40g氢氧化钠(AR)加蒸馏水溶解并定容至 1000ml。 (6)丙酮酸标准液(2μmol/ml):精确称取纯丙酮酸钠22.0mg于100ml容 量瓶中,加0.1mol/L磷酸盐缓冲液至刻度。此液应新鲜配制。 (7)GOT底物液(DL-门冬氨酸200mmol/L,α-酮戊二酸2mmol/L): 称取α-酮戊二酸29.2mg和DL-门冬氨酸2.66g置于一小烧杯中,加入 1mol/L氢氧化钠20.5ml使溶解,并校正pH至7.4,然后将溶液移入100ml 容量瓶内,用0.1mol/L磷酸盐缓冲液定容至刻度。放置冰箱内保存。 (8)GPT底物液:(DL-丙氨酸200mmol/L,α-酮戊二酸2mmol/L): 称取α-酮戊二酸29.2mg和DL-丙氨酸1.79g置于一小烧杯中,加入 0.1mol/L磷酸盐缓冲液(pH7.4)约80ml煮沸溶解后,待冷,用1mol/L氢氧 化钠调pH至7.4(约加0.5ml),再加0.1mol/L磷酸盐缓冲液至100ml混匀, 加氯仿数滴防腐,贮于冰箱内。
主要试剂 (1)0.05mol/L Tris-HCL缓冲液(pH7.2):0.2mol/L三羟甲基氨基甲烷 (24.2g三羟甲基氨基甲烷用蒸馏水溶解并定容至200ml)50ml和 0.2mol/L HCl44.2ml,用蒸馏水稀释至200ml。 (2)0.1mol/L磷酸盐缓冲液:称取磷酸氢二钠 (AR)11.928g,磷酸二氢钾 (AR)2.176g,加少量蒸馏水溶解并定容至1000ml。 (3)2,4-二硝基苯肼溶液:称取2,4-二硝基苯肼19.8mg,用10mol/L HCL10ml溶解后,加蒸馏水至100ml,保存于棕色瓶中备用,此液可保存 3个月。 (4)0.4mol/L氢氧化钠溶液:16g氢氧化钠(AR)加蒸馏水溶解并定容至 1000ml。
COOH
+
COOH CCHH22 C=O
COOH
谷草转氨酶 （ GOT）
磷酸吡 哆醛
COOH
CH2 C=O COOH
COOH + CCHH22
H-C-NH2 COOH
3. 酰胺(amide)的形成及意义
形成：NH3＋
谷氨酸(Glu) 酰胺合成酶 天门冬氨酸(Asp) ATP
谷氨酰胺(Gln) 天门冬酰胺(Asn)