硝化・窒素同化・窒素固定・脱窒

 

硝化

死体などから発生するアンモニウムイオンNH4+は土中の亜硝酸菌によって、亜硝酸イオンNO2へと酸化される。また、亜硝酸イオンは硝酸菌によって硝酸イオンNO3へと酸化される。この働きを硝化と呼ぶ。

硝化

 

 

syouka

 

窒素同化

植物は土中から硝酸イオンやアンモニウムイオンを根から吸収し、アミノ酸や核酸、ATPなどを合成することができる。この働きを窒素同化と呼ぶ。植物は硝酸イオンを吸収し、アンモニウムイオンへと還元する。アンモニウムイオンを直接根から吸収する場合もある。窒素同化では次の反応は葉緑体で行われる。

  1. アンモニウムイオンはグルタミン酸と結合し、グルタミンとなる。この反応はグルタミン合成酵素が行う。
  2. グルタミンはα-ケトグルタル酸にアミノ基を渡し、グルタミン酸となる。この反応はグルタミン酸合成酵素が行う。
  3. グルタミン酸は、各種の有機物にアミノ基を渡し、各種のアミノ酸が合成される。この反応はアミノ基転移酵素(トランスアミナーゼ)が行う。

 

窒素固定

根粒菌やある種のシアノバクテリア(ネンジュモ・アナベナ)は大気中の窒素を体内に取り込んで還元し、アンモニウムイオンNH4+に変えることができる。これを窒素固定という。根粒菌はマメ科の根に共生しており、単独では窒素固定は行わない。

konryu

根粒菌は根に形成された根粒に生息している。

konryu2

下の画像はネンジュモ(左)とアナベナ(右)である。根粒菌と同様に窒素固定を行うことができる。

nenjumoanabena

根粒菌の種類

窒素固定細菌には根粒菌の他にアゾトバクタークロストリジウムが存在する。アゾトバクターは土壌中・水中に生息する好気性細菌で、クロストリジウムは酸性の土壌に生息する。

下の画像はアゾトバクターである。

Azotobacter_cells

下画像はクロストリジウムである。

Clostridium_difficile_01

窒素固定細菌まとめ

窒素固定細菌をまとめると次の表のようになる。

好気性細菌 アゾトバクター:土中・水中に生息

根粒菌(リゾビウム):マメ科植物の根粒内に生息

放射菌(フランキア):ハンノキの根粒に生息

嫌気性細菌 クロストリジウム:土中に生息

紅色硫黄細菌:光合成細菌であり水中に生息

緑色硫黄細菌:光合成細菌であり水中に生息

シアノバクテリア アナベナ:水中に生息

ネンジュモ:水中に生息

脱窒

また、土壌中のNO3-、NO2-などの窒素化合物から窒素N2を取り出す働きを脱窒という。これは脱窒素細菌の働きにより行われる。

datuchitu

2 Comments

横山楓

アミノ基転移酵素はトランスアミ「ラ」ーゼではなくトランスアミ「ナ」ーゼかと思われます。

返信する
管理人

誤表記でした;w;訂正コメントありがとうございました。訂正いたしました・w・

返信する

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。