Ecofisiologia vegetale 3

le cellule vegetali:

- Accumulo nello stomaco con ambiente acido.

NO₃ riducono.

Nel RNH, si formano N-nitrosammine e provocano forme tumorali.

Assimilazione di NO₃.

NO₃ è la principale sorgente di N per le piante ma non può essere assimilato. Come assimilano le piante? In due fasi ridotto a NH₄⁺.

NO₃ citosol e plastidi NH₄⁺.

Aminoacidi sono necessari.

Quindi, NO₃ entra nelle cellule e si accumula nel vacuolo e nel citosol, poi va nel plastidi dove viene ridotto. Può essere ridotto anche nel plastidi.

Nitrato Riduttasi NR enzima IMPORTANTE IMPO

Il riducente è il NADPH o NADH

NO₃ + NR = NO₂^-

È un enzima formato da 2 sub unità, ciascuno con 5 gruppi proteici.

• [ ] MOC
• [ ] Heme
• [ ] FAD
• [ ] NADH
• [1]

NO₂^- è uno ione molto reattivo e tossico quindi viene rapidamente portato ai plastidi, o cloroplasti, e ridotto ulteriormente.

Il Nitrito Riduttasi è un monomero con 12 domini funzionali.

Fd = Ferrodosso ridotto

[ferro zolfo linea]fer zolfo NADPH

Fd_ox N C NH₄⁺

Con il trasferimento di 6 e^- dalla Fd_red all' N. Nelle radici la Fd ossidata viene rigenerata dal NADPH prodotto dalla via dei pentosi.

Fiasto la porzione di nitrito ridotto nella radice o nel germoglio vedo dipende dalla quantità di NO₃ nel suolo e dalla specie. Slide spieg bene Sido.

Assimilazione dell'NH₄⁺

origine NH₄⁺ =

• organizzazione di NO₃^-
• assorbimento radicale
• fotosintesi organica
• deaminazione aminoacidi

Azione sequenziale di 2 enzimi GS/GOGAT

- citosolo plastidi cloroplasto Glutammina Sintetasi. Glutammato Sintasi

NADPH-GOGAT cloroplasto. Fd_ox-GOGAT cloro plasto

Con consumo di ATP e potere riducente della Fd (quindi consumo di NADPH dei pentosi fosfati). IMPO

L'NH₄⁺ può essere assimilato tramite una via alternativa: Glutammato Deidrogenasi (GDH) e oltre [NH₄⁺] che può diventare predominante nel turno. Assimila NH₄⁺ in glutammato quando la concentrazione di NH₄⁺ è alta e potrebbe dare il problema di tossicità (dissipazione gradiente protonico). Formazione di altri amminoacidi:

• Glutammato
• Glutammina
• Altri amminoacidi

Nelle leguminose da aspartato e glutammina si forma l'asparagina.

L'asparagina sintesi si trova nel citosol di foglie, radici e nodi. Asparagina: Trasporto (leguminoso) di N nelle leguminose e riserva di N.

L'assimilazione dell’N in glutamato/glutammina opp in aspartato/asparagina è regolata da fattori interni e fattori esterni disponibilità di N e C organico luce.

In condizioni di:

• Alta irradiance: Disponibilità di carboidrati e Bassi livelli di N organico assimilato in glutamato e glutammina.
• Bassa irradiance: Poca disponibilità di carboidrati e alti livelli di N organico/N assimilato in asparagina (N=C=2g). Adatta per il trasporto a lunga distanza e accumulo a lunga durata.

Fissazione biologica di N:

• 200-250 mieli/ettato/anno
• Batteri azotofissatori: liberi nel suolo, anaerobi, aerobi.
• Batteri azotofissatori (simbionti) con piante: Rizobi, Frankia.
• I noduli radicali delle leguminose sono batteri: rizobi che infettano le radici della pianta ospite e provocano lo sviluppo di noduli radicali.

Metabolismo Respiratorio

Dal metabolismo degli zuccheri prodotti nella fotosintesi le cellule vegetali ricavano gli scheletri carboniosi e l'energia necessaria alla sintesi di tutte le altre molecole organiche.

Oltre ai carboidrati, il saccarosio e amidi, anche lipidi e proteine possono essere respirati. Nei semi di piante oleose, i lipidi sono convertiti in zuccheri durante la germinazione.

Nel metabolismo respiratorio gli esosi sono ossidati a CO₂ e H₂O con liberazione di energia nello stesso tempo.

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ = 6CO₂ + 6H₂O, 2880 Kj/mol di glucosio

Parte di questa energia si conserva come ATP

Il metabolismo Respiratorio è diviso in stadi:

1. Mobilizzazione degli zuccheri
2. Glicolisi
3. Via pentosi-P
4. Ciclo di Krebs
5. Catena respiratoria

1. Mobilizzazione degli zuccheri

Saccarosio: Gluc. + Fruttosio

• Degradazione Saccarosio:

Enzimi: Invertasi: collegato al vacuolo

• Degradazione dell'amido:
• Idrolisi
• Fosforolisi

Scissione Idrolitica Amilosio: α-amilasi, maltasi

Scissione Idrolitica Amilopectina: β-amilasi, maltasi

Scissione Fosforolitica: amido fosforilasi e enzimi demaltificanti

Ciclo di Krebs o TCA

Avviene nella matrice del mitocondrio. Il ciclo TCA è simile a quello umano. Nel ciclo di Krebs o TCA il piruvato è ossidato in sette processi (esoergonici) parte dell'energia conservata come cofattori ridotti (NADH e FADH₂) + ATP.

Ossidazione di Piruvato = CO₂ + 3NADH₂ + FADH₂ + H₂ATP

Il ciclo TCA è alimentato dall'Acetil CoA

Da succinil CoA si rigenera l'OAA che chiude il ciclo.

Tutti gli enzimi sono localizzati nella matrice eccetto SDH che è nella membrana interna del mitocondrio.

Regolazione del ciclo di Krebs

Il controllo primario del ciclo di K è regolato su questi enzimi:

• piruvato deidrogenasi (PDH)
• citrato sintasi (CS)
• iso citrato (IDH)
• alfa-chetoglutarato deidrogenasi (alfa-CHDH)

Da livelli di NADH e ATP regola l’attività enzimatica.

• Aumento NADH inibisce (PDH, IDH, alfa-CHDH)
• Aumento di ATP inibisce attività di (PDH e CS)
• S. ha un accumulo di metaboliti intermedi quali malato e citrato e possono essere trasportati nel citosol e inibiscono PEPc e PK.

Visto prima inibizione del PEP in glicolisi.

Struttura di un oleosoma - organulo ricco di trigliceridi

Sintesi dei trigliceridi: la biosintesi degli acidi grassi è collocata o localizzata nei plastidi, gli acidi grassi coniugati con il CoA sono esportati nel citosol, la sintesi finale dei trigliceridi Fosfolipidi avviene nell’ER(Reticolo Endoplas. IMP).

Nei semi oleaginosi, i lipidi durante la germinazione, sono convertiti in zuccheri, generalmente saccarosio che viene trasportato all’embrione in crescita. Il processo coinvolge diversi organelli: oleosomi, gliossisomi, mitocondri. Comporta una serie di reazioni che sono inverse a quelle della glicolisi, glicolisi inversa. Il metabolismo lipidico è un processo in 5 fasi.

1. Idrolisi del trigliceridi (oleosomi) formazione di acidi grassi.
2. Ossidazione degli acidi grassi ad Acetil-CoA (gliossima).
3. Sintesi di succinato tramite il ciclo del gliossilato (gliossisoma) da 2 Acetil-CoA - Succinato.
4. Conversione del succinato a ossalacetato (OAA) (mitocondrio) succinato viene espulato e convertito in OAA nel mitocondrio.
5. Utilizzo di OAA per la sintesi di saccarosio (citosol) Succinato - malato - OAA - saccarosio - (questo è lapis e giusto).

Queste 5 fasi è la conversione di trigliceridi durante la germinazione dei semi oleosi, di piante oleaginose.

glucogenogenesi