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Semana 7

Do Nitrogênio às Proteínas

Prof. Saul Carvalho

• O Nitrogênio

– Extremamente abundante na atmosfera – 78%

– Plantas absorvem NO3- e NH4

+

– Predominantemente NO3-

– Plantas sintetizam os 20 aminoácidos básicos

– Sintetizam todos compostos nitrogenados

– Constituinte das proteínas e ácidos nucléicos

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NH4+

NH4+

NO3-

-NH2

Queima – NH 4+

Oxidação – NO 3-

Amônio

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• Fertilizantes Nitrogenados

• Uréia– O problema da volatilização de amônia

23222 2)( CONHOHNHCO Urease + →+

+=+ + →← HNHNH pH3

2,94

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• Fixação biológica

Rhizobium e Bradyrhizobium

PADPHNHATPHeN enitrogenas +++ →+++ +− 1621688 232(Fe e Mo)

• Nitrogênio no Solo (NH 4+ e NO3

-)

– Bactérias nitrificantes (O2 + calor)

+=+ + →← HNHNH pH3

2,94

!22 322 ε+ →+ −− NOONO rNitrobacte

!2223 2223 ε+++ →+ +− OHHNOONH nasNitrossomo

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• Perda do Nitrogênio no Solo

1. Amônia (NH 3) volátil... (caso da uréia)

2. Lixiviação de Nitrato (NO 3-)

3. Denitrificação ( ↓O2, inundação, compactação)

N2 (N2O, NO, NO2) → Voláteis

!12423024245 222""

6126 3ε+++ →++ +− NOHCOHNOOHC Anoxia

Absorção do Nitrogênio no Solo

NO3- forma de absorção predominante

absorção por simporte (ativo)

NH4+ passivo (altas concentrações – Uniporte)

ativo (baixas concentrações )

não é transportado via xilema

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NH4+ não é

transportado no xilema

• Assimilação do Nitrogênio

• Assimilação do Nitrogênio

NO3- NO2

- NH4+ Glutamina

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N2

42

3

1. Nitrato redutase (Mo)(Citoplasma)

2. Nitrito redutase (cloroplasto + NADPH)

3. Nitrogenase (Mo)

4. Glutamina Sintetase

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• Redutase do Nitrato

– Provavelmente, passo limitante da assimilação de N

– Estimar capacidade de plantas em assimilar N externo

– Maior limitante ao crescimento e síntese protéica

– Pesquisas para aumento da eficiência

– Regulada (síntese) e estimulada pela luz

– Necessita de Molibdênio

• Assimilação do NH 4+

Transportado como glutamina e asparagina;Ou como ureídeos (feijão, soja)

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• Assimilação de NH 4+

– O acúmulo de amônio é prejudicial à célula

– Assimilação à glutamina (glutamina sintetase)

– Mais eficiente que a redução do nitrato (10x)

– Em condição normal, baixa [ ] de amônio

– Outras enzimas:

• Desidrogenase glutâmica

• Sintase do glutamato

• Síntese dos Aminoácidos

MapaMetabólico

Respiração / Fotossíntese

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Os aminoácidos

– Amino + ácido carboxílico

Caráter básico + caráter ácido (zwiteriônico)

– Substância Anfótera

– Constituinte básico das proteínas

– Solúveis em água e insolúveis em solventes orgânicos

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• Os aminoácidos

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• Os aminoácidos

• Síntese Protéica

– Todas as células sintetizam proteínas

– Maior metabolismo -> maior síntese protéica

• Ex.: tecidos em crescimento, embriões

– Síntese nos ribossomos e retículo endoplasmático rugoso

– Maior síntese de proteína -> maior conteúdo de RNA

• Tipos de RNA

– RNAr = ribossômico

– RNAm = mensageiro

– RNAt = transportador

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• Ribossomos– 60% de RNAr– 40% de proteínas– Duas subunidades

– RNAm

– RNAr

Grampo de Cabelo

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• RNAt– Cerca de 80 nucleotídeos– Trinta RNAt diferentes– Codifica um aminoácido

• A codificação (RNAm)

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• Síntese Protéica (tradução)

• Ligação Peptídica– Ligação covalente entre:

• Ácido carboxílico de um aminoácido• Grupo amina de outro aminoácido

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Síntese Protéica

(5’ para 3’)

• Proteína– Biomoléculas mais

abundantes

– Polímero formado pela união de aminoácidos

– Sucessivas ligações peptídicas

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• Questões para reflexão

– Quais as principais enzimas relacionadas com o N?

– Quais as formas de absorção do nitrogênio?

– Nas raízes, o que ocorre após a absorção de NH 4+?

– Como se processa a redução do nitrato?

– Quais aminoácidos têm a síntese inibida após aplica ção do herbicida glyphosate?

– Quais os RNAs envolvidos com a síntese protéica?

– O que é uma proteína? O que é uma ligação peptídica ?