Обмен азота (окончание). Лекция 4

Август 21, 2022

Главная
Биология
Обмен азота (окончание). Лекция 4

Содержание

2. Цикл азота в биосфере 1) диазотрофы 2) нитрификация (бактерии) 3) поглощение и ассимиляция NH4+ и NO3-
4. Денитрификация (из нитрата в N2)
5. Денитрификация. Анаммокс Недавнее открытие (1999г) – возможность окисления аммиака бактериями в анаэробных условиях NH4++NO2- = N2
6. Основные пути синтеза белковых аминокислот 1) прямое восстановительное аминирование 1а) – образование амидов 2) переаминирование 3)
7. Переработка NH4+ растением Внутри растения – аминирование, амидирование
8. Растение строит кетокислоты из продуктов фотосинтеза
9. У растений отходов N не бывает Запасной формой N часто являются вторичные метаболиты, например, алкалоиды (кофеин,
10. Нитрификация: 1) автотрофная (бактерии сем. Nitrobacteriaceae, археи), при окислении аммиака получающие энергию в виде АТФ, которую
11. Поглощение и переработка нитрата растением
12. Переработка НИТРАТА растением 3) Восстановление нитрата до аммиака а) б)
13. Нитратредуктаза (НР) КФ 1.6.6.1 – сложный белок, металлофлавопротеин, гомодимер (на рис.) или тетрамер У животных -
14. Нитритредуктаза (НиР) КФ 1.7.7.1 Сложный мономерный белок. Мономер из 2х доменов. Кофакторы – 2 FeS-центра и
15. 1) Для получения аминокислот нужны продукты углеводного обмена (альфа-кетоглутарат, щавелево-уксусная кислота, пировиноградная кислота). Фотосинтез способствует их
17. Аммиак, нитраты и нитриты: значение для метаболизма человека 1) аммиак – срочно обезвредить! - амиды, орнитиновый
18. Проблема нитратов в пище Управление Роспотребнадзора по Нижегородской области, 2018: превышение по нитратам из 2000 взятых
19. Типы токсического воздействия на организм человека ТОКСИЧНОСТЬ Первичная - самого нитрат-иона; Вторичная - нитрит-иона, Третичная –
20. Нитриты усиливают образование метгемоглобина Образование и удаление метгемоглобина. Метгемоглобинредуктаза функционирует с 3х-месячного возраста Норма в крови
21. Строение гема – небелковой части миоглобина и гемоглобина. В молекуле миоглобине 1 гем, в молекуле гемоглобина
22. Нитрозамины и их образование Нитрозамины – это соединения с группировкой =N-N=O Например, нитрит-ион в водной среде
23. Нитрозамины – алкилирующие агенты, нарушающие функционирование ДНК
24. Минерализация органических соединений до аммиака
25. Цикл азота в биосфере 1) диазотрофы 2) нитрификация (бактерии) 3) поглощение и ассимиляция NH4+ и NO3-
26. Катаболизм аминокислот в организме животных
27. Окислительное дезаминирование Окислительное дезаминирование является реакцией, обратной к восстановительному аминированию – одному из путей синтеза аминокислот
28. Возможные типы дезаминирования аминокислот у разных организмов Типы дезаминирования (см. по Анисимову): а) окислительное (универсально для
29. Аммиак токсичен! Его следует быстро удалить во внешнюю среду или связать в нетоксичное соединение: Глу →
30. Аммиак токсичен! Его следует быстро удалить во внешнюю среду или связать в нетоксичное соединение: Глу →
31. И.П. Павлов, М.В. Ненцкий Г. Кребс Орнитиновый цикл (в клетках печени), на 100 г белка пищи
33. Орнитиновый цикл
35. Отходы N-метаболизма животных Мочевина – уреотелические (наземные позвоночные: млекопитающие, взрослые амфибии), хрящевые рыбы. Аммиак – аммониотелические
36. Смена среды – смена метаболизма мочевина аммиак
39. Скачать презентацию

Слайд 2

Цикл азота в биосфере
1) диазотрофы 2) нитрификация (бактерии) 3) поглощение и

ассимиляция NH4+ и NO3- 4) поедание организмов другими и отмирание организмов 5) аммонификаторы, минерализация азота 6) денитрификаторы

Слайд 3

Слайд 4

Денитрификация (из нитрата в N2)

Слайд 5

Денитрификация. Анаммокс Недавнее открытие (1999г) – возможность окисления аммиака бактериями в анаэробных

условиях

NH4++NO2- = N2 + 2H2O

Слайд 6

Основные пути синтеза белковых аминокислот
1) прямое восстановительное аминирование
1а) –

образование амидов
2) переаминирование
3) ферментативные превращения

Слайд 7

Переработка NH4+ растением
Внутри растения – аминирование, амидирование

Слайд 8

Растение строит кетокислоты из продуктов фотосинтеза

Слайд 9

У растений отходов N не бывает
Запасной формой N часто являются вторичные

метаболиты, например, алкалоиды (кофеин, теобромин, морфин, кодеин, никотин, стрихнин и др.)

Слайд 10

Нитрификация:
1) автотрофная (бактерии сем. Nitrobacteriaceae, археи), при окислении аммиака получающие энергию

в виде АТФ, которую используют для фиксации СО2.
2) гетеротрофная (бактерии, грибы) – энергии не получают, процесс нужен для защиты от NH4+, свободных радикалов и др.

N может поступать в растение не только
в форме NН4+, но и в форме нитратов NO3-

Источники нитратов:
- удобрения (селитры)
- деятельность бактерий

Слайд 11

Поглощение и переработка нитрата растением

Слайд 12

Переработка НИТРАТА растением
3) Восстановление нитрата до аммиака
а)
б)

Слайд 13

Нитратредуктаза (НР) КФ 1.6.6.1 – сложный белок, металлофлавопротеин, гомодимер (на рис.)

или тетрамер

У животных - нет
У высших растений – в цитозоле.

НАДН и NO3- связываются в разных центрах

1 субъединица фермента (схеме внизу.) ~1000 а-к-т + ФАД + гем (цитохром b5) + молибдоптерин

Слайд 14

Нитритредуктаза (НиР) КФ 1.7.7.1
Сложный мономерный белок. Мономер из 2х доменов. Кофакторы

– 2 FeS-центра
и сирогем (гем особого строения)

Фд – белок ферредоксин в окисленном или восстановленном состоянии

Слайд 15

1) Для получения аминокислот нужны продукты углеводного обмена (альфа-кетоглутарат, щавелево-уксусная кислота,

пировиноградная кислота). Фотосинтез способствует их накоплению.

Активный фотосинтез нужен растению для восстановления аммиака потому что:

2) Для нитритредуктазы (восстановления нитрита до нитрата) нужен поток электронов. Он создается в хлоропластах благодаря работе электрон-переносящей цепи фотосинтеза.
(в корнях без хлоропластов – за счет НАДФН из путей обмена углеводов)

Слайд 16

Слайд 17

Аммиак, нитраты и нитриты: значение для метаболизма человека
1) аммиак – срочно

обезвредить!
- амиды, орнитиновый цикл
2) нитраты и нитриты – тоже нужна детоксикация
Взрослые: Острое отравление 1 – 4 г,
смерть 8 -14г
Рекомендации ВОЗ - в сутки не более 3,7 мг нитратов на 1 кг массы тела, нитритов – 0,2 мг на кг (именно по аниону), т.е.
для условного едока массой в 70 кг безопасны 259 мг нитрат-ионов, 350 мг NaNO3.

Нормы в Германии не более 50-100 мг в сутки,
в большинстве стран СНГ – 300-320 мг
в США – 400-500 мг.

Слайд 18

Проблема нитратов в пище
Управление Роспотребнадзора по Нижегородской области, 2018:
превышение по

нитратам из 2000 взятых проб – в 12 . Снято с реализации несколько партий плодоовощной продукции объемом свыше 3 тонн.

Следует приобретать плодоовощную продукцию только в специально оборудованных и отведенных для этих целей органами местного самоуправления местах уличной торговли (при этом на вывеске должно быть указано наименование предприятия, его юридический адрес, ФИО индивидуального предпринимателя, продавец должен находиться в чистой санитарной одежде и иметь при себе бейджик с указанием ФИО и личную медицинскую книжку), а также на организованных рынках, ярмарках и в стационарной торговой сети.

Слайд 19

Типы токсического воздействия на организм человека
ТОКСИЧНОСТЬ
Первичная - самого нитрат-иона;
Вторичная - нитрит-иона,

Третичная – действие нитрозаминов, образовавшихся из нитритов.

Взрослые: Острое отравление 1–4 г,
смерть 8 -14 г

Слайд 20

Нитриты усиливают образование метгемоглобина
Образование и удаление метгемоглобина.
Метгемоглобинредуктаза функционирует с 3х-месячного

возраста

Норма в крови – 2% метгемоглобина,
15% - вялость, сонливость,
более 50% - смерть.

Слайд 21

Строение гема – небелковой части миоглобина и гемоглобина.
В молекуле миоглобине

1 гем,
в молекуле гемоглобина – 4 гема, по одному на субъединицу.

Слайд 22

Нитрозамины и их образование
Нитрозамины – это соединения с группировкой =N-N=O
Например,

нитрит-ион в водной среде даст азотистую кислоту и, далее, в реакции с аминами - нитрозамин.
НNO2 + (CH3)2NH =>
=>(CH3)2N-N=O + N2 + H2O

Слайд 23

Нитрозамины – алкилирующие агенты, нарушающие функционирование ДНК

Слайд 24

Минерализация органических соединений до аммиака

Слайд 25

Цикл азота в биосфере
1) диазотрофы 2) нитрификация (бактерии) 3) поглощение и

Слайд 26

Катаболизм аминокислот в организме животных

Слайд 27

Окислительное дезаминирование
Окислительное дезаминирование является реакцией, обратной к
восстановительному аминированию – одному из

путей синтеза аминокислот

Слайд 28

Возможные типы дезаминирования аминокислот у разных организмов
Типы дезаминирования (см. по Анисимову):
а)

окислительное (универсально для всех)
б) с помощью полифенолоксидазы (у растений)
в) гидролитическое (бактерии, растения)
г) восстановительное (бактерии)
д) внутримолекулярное (бактерии)

Слайд 29

Аммиак токсичен!
Его следует быстро удалить во внешнюю среду или связать в

нетоксичное соединение:
Глу → глн, асп → асн.
У растений в форме амидов запасается азот (работы Н.Д. Прянишникова).
У животных амиды – безопасная форма транспорта аммиака

Слайд 30

Аммиак токсичен!
Его следует быстро удалить во внешнюю среду или связать в

нетоксичное соединение:
Глу → глн, асп → асн.
У растений в форме амидов запасается азот (работы Н.Д. Прянишникова).
У животных амиды – транспортная безопасная форма аммиака

Слайд 31

И.П. Павлов,
М.В. Ненцкий
Г. Кребс
Орнитиновый цикл (в клетках печени),
на 100 г

белка пищи – 30 г мочевины

Слайд 32

Слайд 33

Орнитиновый цикл

Слайд 34

Слайд 35

Отходы N-метаболизма животных
Мочевина – уреотелические (наземные позвоночные: млекопитающие, взрослые амфибии), хрящевые

рыбы.
Аммиак – аммониотелические (водные беспозвоночные, головастики, крокодилы, костистые рыбы – вместе с небольшим кол-вом мочевины)
Мочевая кислота - урикотелические (птицы, насекомые, рептилии)

Слайд 36

Смена среды – смена метаболизма
мочевина
аммиак

Слайд 37

Обмен азота (окончание). Лекция 4

Содержание

Цикл азота в биосфере1) диазотрофы 2) нитрификация (бактерии) 3) поглощение и

Денитрификация (из нитрата в N2)

Денитрификация. Анаммокс Недавнее открытие (1999г) – возможность окисления аммиака бактериями в анаэробных

Основные пути синтеза белковых аминокислот1) прямое восстановительное аминирование 1а) –

Переработка NH4+ растениемВнутри растения – аминирование, амидирование

Растение строит кетокислоты из продуктов фотосинтеза

У растений отходов N не бываетЗапасной формой N часто являются вторичные

Нитрификация:1) автотрофная (бактерии сем. Nitrobacteriaceae, археи), при окислении аммиака получающие энергию

Поглощение и переработка нитрата растением

Переработка НИТРАТА растением3) Восстановление нитрата до аммиакаа)б)

Нитратредуктаза (НР) КФ 1.6.6.1 – сложный белок, металлофлавопротеин, гомодимер (на рис.)

Нитритредуктаза (НиР) КФ 1.7.7.1Сложный мономерный белок. Мономер из 2х доменов. Кофакторы

1) Для получения аминокислот нужны продукты углеводного обмена (альфа-кетоглутарат, щавелево-уксусная кислота,

Аммиак, нитраты и нитриты: значение для метаболизма человека1) аммиак – срочно

Проблема нитратов в пищеУправление Роспотребнадзора по Нижегородской области, 2018: превышение по

Типы токсического воздействия на организм человекаТОКСИЧНОСТЬПервичная - самого нитрат-иона; Вторичная - нитрит-иона,

Нитриты усиливают образование метгемоглобинаОбразование и удаление метгемоглобина. Метгемоглобинредуктаза функционирует с 3х-месячного

Строение гема – небелковой части миоглобина и гемоглобина. В молекуле миоглобине

Нитрозамины и их образованиеНитрозамины – это соединения с группировкой =N-N=O Например,

Нитрозамины – алкилирующие агенты, нарушающие функционирование ДНК

Минерализация органических соединений до аммиака

Цикл азота в биосфере1) диазотрофы 2) нитрификация (бактерии) 3) поглощение и

Катаболизм аминокислот в организме животных

Окислительное дезаминированиеОкислительное дезаминирование является реакцией, обратной квосстановительному аминированию – одному из

Возможные типы дезаминирования аминокислот у разных организмовТипы дезаминирования (см. по Анисимову):а)

Аммиак токсичен!Его следует быстро удалить во внешнюю среду или связать в

Аммиак токсичен!Его следует быстро удалить во внешнюю среду или связать в

И.П. Павлов,М.В. Ненцкий Г. КребсОрнитиновый цикл (в клетках печени),на 100 г

Орнитиновый цикл

Отходы N-метаболизма животныхМочевина – уреотелические (наземные позвоночные: млекопитающие, взрослые амфибии), хрящевые

Смена среды – смена метаболизмамочевинааммиак

Похожие презентации

Цикл азота в биосфере
1) диазотрофы 2) нитрификация (бактерии) 3) поглощение и

Основные пути синтеза белковых аминокислот
1) прямое восстановительное аминирование
1а) –

Переработка NH4+ растением
Внутри растения – аминирование, амидирование

У растений отходов N не бывает
Запасной формой N часто являются вторичные

Нитрификация:
1) автотрофная (бактерии сем. Nitrobacteriaceae, археи), при окислении аммиака получающие энергию

Переработка НИТРАТА растением
3) Восстановление нитрата до аммиака
а)
б)

Нитритредуктаза (НиР) КФ 1.7.7.1
Сложный мономерный белок. Мономер из 2х доменов. Кофакторы

Аммиак, нитраты и нитриты: значение для метаболизма человека
1) аммиак – срочно

Проблема нитратов в пище
Управление Роспотребнадзора по Нижегородской области, 2018:
превышение по

Типы токсического воздействия на организм человека
ТОКСИЧНОСТЬ
Первичная - самого нитрат-иона;
Вторичная - нитрит-иона,

Нитриты усиливают образование метгемоглобина
Образование и удаление метгемоглобина.
Метгемоглобинредуктаза функционирует с 3х-месячного

Строение гема – небелковой части миоглобина и гемоглобина.
В молекуле миоглобине

Нитрозамины и их образование
Нитрозамины – это соединения с группировкой =N-N=O
Например,

Цикл азота в биосфере
1) диазотрофы 2) нитрификация (бактерии) 3) поглощение и

Окислительное дезаминирование
Окислительное дезаминирование является реакцией, обратной к
восстановительному аминированию – одному из

Возможные типы дезаминирования аминокислот у разных организмов
Типы дезаминирования (см. по Анисимову):
а)

Аммиак токсичен!
Его следует быстро удалить во внешнюю среду или связать в

Аммиак токсичен!
Его следует быстро удалить во внешнюю среду или связать в

И.П. Павлов,
М.В. Ненцкий
Г. Кребс
Орнитиновый цикл (в клетках печени),
на 100 г

Отходы N-метаболизма животных
Мочевина – уреотелические (наземные позвоночные: млекопитающие, взрослые амфибии), хрящевые

Смена среды – смена метаболизма
мочевина
аммиак