Metabolismo Nitrógeno Flashcards
comparado con otros como Venus y Marte, la Tierra tiene un % de _ mucho mayor; y de _ mucho menor gracias a los procesos como _
N
CO2
fijación del C
EDOS del N
tabla
nitrito y nitrato (fórmula)
NO3-
NO2-
amoniaco y amonio
NH3 y NH4+
Fijación de nitrógeno lleva _ a _
N2
NH3
destinos del amonio/amoniaco en cél
ser incorporado en molécs orgánicas, formar parte de procesos metabólicos (ana o catabolismo). El amoniaco puede tb entrar a oxidación biológica
Nitrificación
proceso que lleva al amoniaco a nitrato, con intermediario nitrito
asimilación de N
de nitrato a amoniaco (plants y bacts)
el proceso de nitrato a N2 se llama
desnitrificación (reducción)
Por qué la energía de activación para fijación de N es tan alta a pesar de ser una rx con G negativa?
Pq el triple enlace N-N cuesta mucho de romper (impedimento cinético)
eutrificación medio
sobre enriquecimiento de compuestos de N y fosfato (cambia la distribución de los organismos)
cuántos és consume la fijación de n
8és pero 6és van al N2, los otros 2 producen H2
Secuencia de transferencia és por clusters de complejo dinitrogenasa
F (reductasa) > P > M
en fijación de N, cuántos ATP gasta la transferencia de un é y why?
2 ATP pq la asociación del homodímero dinitrogenasa reductasa cuando está con ATP y con F reducido, produce la transferencia de un é que termina en la hidrólisis de ambos ATPs (gatillada por oxidación de F)
cuántos ciclos de asociación reductasa/dinitrogenasa requiere una fijación de N2 a NH3
ocho
regulación fijación N
DraT es enzima que impide la asociación de dinitrogenasa reductasa a dinitrogenasa cuando hay amoniaco suficiente en cél, mediante bloqueo de la zona de interacción de reductasa con ADP-R (ADP ribosina, proveniente de NAD) unido a Arg. El antagonista es DraG, que rompe ese enlace y libera reductasa
MoFe protein y Fe protein (fijción N)
dinitrogenasa y dinitrogenasa reductasa
la fijación de N se debe dar en condiciones _ ya que sino _
anaeróbicas
los clusters Fe-S se oxida
Bacts que hacen fijación en raíces de leguminosas
Rhizobium
primera rx de nitrificación
amonio mono oxigenasa: NH3 > NH2OH (hidroxilamina)
enzima que cataliza NH2OH a NO2-
hidroxilamina oxidorreductasa (grupo hemo)
bacterias oxidadoras de amonio llevan a cabo las _ rxs de nitrificación
primeras 2 (de NH3 a NO2-)
bacterias quimio autótrofas
consumen CO2 y lo fijan a partir de los és que consiguen por oxidar al NH3
la enzima nitrito oxidorreductasa está en bacterias _ y utiliza _
oxidadoras de nitrito
metales (FeS, Mo)
Nitrato reductasas ocupan _ para hacer catálisis
Molibdeno, coordinado a áts de S pertenecientes a cofactor piranopterina/molibdopterina (proveniente de guanina).
Mecanismo catálisis nitrato reductasa
Mo hace enlace coordinado con nitrato y lo libera como nitrito
vías diferentes de nitrato reductasa
- nitrato > nitrito y luego nitrito > NH3 (asimilación, fuente nutricional de N) eucariontes: fungi, plantas
- respiración anoxgénica (nitrato como aceptor final)
- disimilación: cuando la cél tiene exceso de poder reductor y usa nitrato como aceptor de és pero sin acoplar formación de energy
las nitrato reductasa respiratorias y asimiladoras están acopladas a _
procesos de transferencia de és en membranas
Secuencia de especies en desnitrificación
NO3- > NO2- > NO > N2O > N2
qué intermediario de desnitrificación es gas de efecto invernadero?
N2O (óxido nitroso)
desnitrificación comienza con nitrato reductasa de tipo
respiratoria
cuál es la última enzima en desnitrificación
oxido nitroso reductasa (gen: nosZ)
cuánta energía gasta la desnitrificación
no consume energía, produce (respiración)
anammox se define como
oxidación anaeróbica de amonio: el consumo de NH3 para generar N2 sin oxígeno
tres membranas de bacterias anammoxicas
Membrana citoplasmática
Membrana intracitoplasmática
Membrana del anammoxosoma
3 compartimentos de bacterias anammoxicas
anammoxosoma, riboplasma (como citop), parifoplasma (replicación)
Dos sustratos nitrificados de anammox
nitrito y amonio
primera rx anammox (colmparable a la segunda rx de desnitrificación)
nitrito reductasa: NO2- + 1é > NO
hidracina sintasa cataliza
2da rx anammox: NO + NH3 (o NH4+) + 3és > N2H4
ultima rx de anammox
hidracina deshidrogenasa: N2H4 > N2
cómo genera energía el annamox?
pq la primera rx requiere de 1 é, y la 2da de 3 és, pero la 3ra produce 4 és así que estos se van por cadena transportadora a citocromos que pueden devolver los és a las primeras enzimas, acoplando la acumulación de H+ al interior, que luego permiten funcionamiento de ATPsintasa, que libera ATP al riboplasma
lípidos membrana anammoxosoma, función
laderanos: lípidos inusuales con enlaces eter cuya parte apolar es cadena de ciclobutanos zigzageantes que pueden empalmarse y reduciendo la permeabilidad (limitan difución hidracina y NO)
opanoides: fluidez y permeabilidad
orbitales híbridos N
1 2s y 3 2p > 4 sp3
base de Schiff
grupo imino (C=N)
PLP
piridoxal fosfato: cofactor que participa en rxs de transferencia de gs amino, gracias a su aldehído reactivo.
Origen del PLP
vit B6: piridoxina
pic plp
PLP
piridoxal fosfato
aldimina interna vs externa
interna es imino del PLP con Lys de enzima (estructura basal) y externa es imino PLP con alfaamino de un aá
pic
aldimina
cetimina
Cetimina
cuando se desprotona el c alfa del aldimina externa se produce _
intermediario quinonoide
la hidrólisis de una cetimina genera
alfa-cetoácido y PMP (en este caso)
transaminación
rx de mecanismo pingpong donde un aá R1 se vuelve alfa-cetoácido y un alfa-cetoácido se vuelve aá con R2: traspaso del grupo amino
Reacciones dependientes de PLP
(pérdida de H+ alfa): 1. transaminación, 2. racemización, 3. eliminación/reemplazo beta o gamma
(loss R) clivaje de cadena lateral
(loss COO-) descarboxilación
Aás derivados del alfacetoglutarato
Pro, Glu, Gln, Arg
Asp, Thr, Ile, Asn, Met provienen del intermediario
OAA
aás derivados del 3fosfoglicerato
Ser, Gly, Cys
Aás aromáticos (Phe, Trp, Tyr) vienen de
eritrosa4fosfato y PEP
La ribosa (PPP) da origen al aá
His
loa aás apolares (val, leu, ala) derivan de
piruvato (val, ala)
AcCoA (val, leu)
Transaminación de piruvato resulta en
Ala
La _ del OAA resulta en _
transminación
Asp
Glu resulta de la rx de
transaminación del alfa-cetoglutarato
aás primarios
de los cuales se derivan otros aás: ser, asp, glu
enzima que cataliza la formación de glutamato a partir de OAA y NH3
Glutamato DH (tb usa NADH/NADPH)
regulación glutamato DH
GTP la inhibe (indica energía y tb niveles de glutamato altos)
aá en mayor concentración en la cél
glutamato
por qué la rx de la glutaato ocurre en la dirección opuesta
q como se consume suficiente en la dieta, se usa para formar alfa-cetoglutarato y entrar al ciclo de Krebs
qué vía de síntesis de usa para el Glu en mamíferos?
transaminación por PLP pq la glu DH tiene Km de amonio muy alta y es tóxico
Glutamato es un _ _ a diferencia de su opuesto inhibitorio _
neurotransmisor excitatorio
GABA