Autotrophie und N-Aufnahme

• Aminosäuren: Proteine

• Nukleinsäuren: DNA/RNA

• Phospholipid-Kopfgruppen: Zellmembranen

• Nitrat von freien Enzymen über Nitrit zu Ammoniak reduziert

• Ammonium über bestimmten Transporter aufgenommen und zu Ammoniak oxidiert

• Ammoniak von Glutamin gebunden (15%)

  • zu Carbamoyl-phosphat-NH2 umgesetzt (<5%, N in Arginin und Pyrimidinen)

• Ammoniak direkt von Glutamat gebunden oder aus Glutamin-NH2

  • zu Aspartat-NH2 umgesetzt (<5%)

  • bleibt Glutamat-NH2 (80%)

Glutamin-Synthetase

• Glutamat durch ATP zu Glutamat-Phosphat-Anhydrid phosphoryliert

• Ammoniak ersetzt Phosphat: Glutamin

Glutamin-2-Oxoglutarat-Aminotransferase (GOGAT)

• Glutamin und 2-Oxoglutarat tauschen Sauerstoff und Aminogruppe zu Glutamat und Imin

• Imin wird reduziert zu Glutamat

Glutamat-DH

• 2-Oxoglutarat nimmt Ammoniak auf und gibt Wasser ab zu Imin

• Imin wird zu Glutamat reduziert

Übertragen Aminogruppe auf eine andere Aminosäure

Transaminierung: Aminotransferase

• Überträgt Aminogruppe von (zb) Glutamat auf 2-Oxosäure (zb Oxalacetat)

Transamidierung: Amidotransferase

• überträgt Aminogruppe unter ATP-Spaltung

Elektronenfluss zur Nitrogenase

• Pyruvat zu Acetyl-CoA und CO2 oxidiert und Flavodoxin reduziert (Pyruvat-Flavodoxin-Oxidoreduktase)

Nitrogenase-Enzym-Komplex (Nitrogenase-Reduktase und Nitrogenase)

• Dinitrogenasereduktase überträgt Elektronen von Flavodoxin auf Dinitrogenase unter ATP-Spaltung

  • Nitrogenase mit Fe-Mo-Cofaktor

N2-Reduktion

• Dinitrogenase reduziert N2 zu 2 Ammoniak und

  • eigentlich exergon, aber Dreifachbindung

  • benötigt 8 [H] und 16 - 24 ATP

• Sulfat unter ATP-Spaltung durch zwei Enzyme aufgenommen

  • Sulfat muss zu APS aktiviert werden

  • APS über PAPS zu Sulfatester

  • APS auch zu HSO3-

• Schwefel in Thiosulfat unter ATP-Spaltung durch zwei Enzyme aufgenommen

  • zu HSO3- über HS- oder direkt auf Cystein übertragen

  • Schwefel aus Cystein weiter zu Schwefel-Verbindungen

• viel Phosphor als Polyphosphat in Zelle gespeichert