Биохимия и молекулярная биология - Белясова Н.А. 2002
Метаболизм. Процессы, требующие притока энергии
Метаболизм азотсодержащих соединений
Круговорот азота в природе
Разнообразие неорганических форм азота в природе достаточно велико: это молекулярный азот, на долю которого приходятся основные запасы азота биосферы, окисленные формы (нитраты, нитриты, разнообразные окислы азота), а также восстановленные формы (аммиак и соли аммония). В составе органических соединений азот в основном представлен аминогруппами аминокислот. На рис. 16.1 представлены основные пути превращений различных форм азота.
Нетрудно заметить, что животные используют только органический азот, который поступает в организм с пищей. Запасы органических форм азота пополняются за счет деятельности растений и микроорганизмов, которые способны восстанавливать окисленные формы азота и включать его в состав аминогрупп. Но окисленные формы азота легко вымываются из почвы в моря и океаны с осадками и, кроме того, восстанавливаются денитрификаторами до окислов азота и N2, которые поступают в атмосферу. Поэтому запасы связанных форм азота на планете вскоре могли бы истощиться, если бы не постоянно протекающие процессы фиксации молекулярного азота. Эту деятельность частично осуществляет человек при производстве азотных удобрений (очень дорогой и энергозатратный процесс), частично — азотфиксирующие бактерии, среди которых есть свободноживущие формы а также те, которые осуществляют фиксацию в симбиозе с растениями. Небольшое количество окисленных форм азота образуется в атмосфере при грозовых разрядах, а также под действием космического излучения. Таким образом, ферментативная фиксация молекулярного азота — основной естественный механизм возобновления запасов связанных форм азота, обеспечивающих развитие жизни на Земле.
Рис. 16.1. Круговорот азота в природе: 1 — промышленная фиксация азота; 2 — деятельность свободноживущих и симбиотических азотфиксаторов; 3 — физические силы природы