METABOLISME SULFUR

 

    Sulfur adalah nutrisi utama bagi semua organisme. Plant Tanaman spesies memiliki keanekaragaman hayati yang tinggi di serapan, metabolization dan akumulasi sulfur sehingga ada potensi untuk menggunakan tanaman untuk fitoremediasi situs belerang-diperkaya. Sebuah survei tanah diperkaya dengan sulfur baik secara alami atau aktivitas manusia menunjukkan bahwa surplus sulfur sebagian besar disertai dengan surplus unsur kimia lainnya yang dapat membatasi fitoremediasi karena terjadi co-elemen lebih beracun untuk tanaman dari belerang. Selain itu, akumulasi unsur-unsur lain, membuat bahan tanaman (nabati ekstraksi) kurang cocok untuk digunakan sebagai pakan ternak dan untuk konsumsi manusia. Sulfur (S) asimilasi oleh tumbuhan memainkan peran penting dalam siklus S di alam, dan metabolisme S berasimilasi menyediakan berbagai senyawa yang bermanfaat bagi hewan, termasuk manusia. Sangat penting untuk memahami mekanisme yang terlibat dalam metabolisme S sistemik dalam rangka meningkatkan tanaman agronomi dan produksi tanaman makanan dan Studi-studi ini dapat dianggap sebagai studi kasus penting yang memberikan informasi mengenai mekanisme peraturan rumit yang terlibat dalam metabolisme tanaman

variasi dalam organisasi dan peraturan asimilasi sulfat antara tanaman yang lebih rendah dan ganggang dan tanaman lebih tinggi dan dalam memahami asal-usul dan evolusi gen yang terlibat dalam penanggulangan sulfat.

 

Sulfat asimilasi dalam tanaman lebih rendah dan ganggang

asimilasi sulfat relatif baik dipahami dalam tanaman berbunga, tapi sangat sedikit informasi yang ada di asimilasi sulfat pada tanaman lebih rendah dan ganggang. Sejak temuan dari 3'-5'putatif phosphoadenosine-phosphosulfate (PAPS) reduktase di Physcomitrella patens, sebuah enzim misterius diduga ada di beberapa jamur dan bakteri hanya, telah terbukti bahwa metabolisme sulfur dalam tanaman lebih rendah secara substansial mungkin berbeda dari biji tanaman model.. Urutan genom dua spesies tanaman basal, yang Physcomitrella Bryophyte patens, dan Lycophyte moellendorffii Selaginella, dan beberapa spesies alga termasuk Chlamydomonas reinhardtii, Thalassiosira pseudonana, Phaeodactylum tricornutum, atau Emiliania huxleyi membuka kemungkinan untuk mencari perbedaan antara yang lebih rendah dan lebih tinggi tumbuhan dan ganggang pada tingkat genom. Genom spesies ini mengandung sejumlah enzim mengejutkan varian baru dan fusi.. Juga kompleksitas gen keluarga yang terlibat dalam asimilasi sulfat secara substansial berbeda dalam berbagai genom. Kami menganalisis beberapa varian enzim novel in vitro untuk memahami biokimia dari aktivasi sulfat dan pengurangan dan untuk mengidentifikasi gen yang dapat digunakan untuk meningkatkan efisiensi penggunaan sulfur dalam tanaman lebih tinggiSelain itu, bekerja sama dengan Universitas Freiburg, kita mencari alternatif novel enzim metabolisme sulfur dengan analisis knock-out mutan sasaran Physcomitrella patens.Pada kenyataannya, baru-baru ini kami menemukan bahwa reduktase PAPS putatif merupakan varian baru reduktase APS, kurang memiliki kofaktor besi belerang, yang telah bernama April-B. Kedua bentuk reduktase APS pada mereka sendiri memiliki kapasitas mengurangi memadai, namun tidak cukup efisien dalam kondisi permintaan yang meningkat untuk mengurangi belerang, yaitu garis knock-out adalah Cd sensitif.). Namun, in vitro, efisiensi katalitik dari FeS mengandung April jauh lebih tinggi dibandingkan dengan April-B (Kopriva et al., 2007b).

 

METABOLISME NITROGEN

Nitrogen merupakan komponen struktural penting dari senyawa yang diperlukan, khususnya protein.. Atmosfer adalah reservoir gas nitrogen bebas dan senyawa nitrogen yang ditemukan dalam tubuh organisme dan di dalam tanah.

Organisme hidup tidak bisa pickup gas nitrogen unsur langsung dari atmosfer (kecuali untuk nitrogen bakteri).. Ini harus diubah menjadi nitrat untuk digunakan oleh tanaman.

Siklus Nitrogen

. Siklus nitrogen adalah kompleks karena tergantung pada kegiatan berbagai bakteri. Nitrat dalam tanah dibangun oleh tanaman menjadi protein yang kemudian disampaikan kepada hewan, yang makan tanaman. Nitrogen dari protein dikembalikan ke lingkungan sebagai amonia (ammonification), baik dari materi ekskretoris atau melalui aksi bakteri pengurai pada mayat.). Berbagai bakteri nitrifikasi mengkonversi amonia kembali ke nitrat (nitrifikasi). Bakteri nitrifikasi memegang peranan penting dalam mengisi kembali lingkungan dengan nitrat di mana tanaman tergantung untuk protein mereka Lain kelas bakteri yang disebut bakteri denitrifikasi membebaskan nitrogen bebas dari nitrat yang mengarah ke kolam gas nitrogen dibangun di atmosfir.s. Beberapa nitrogen ini terus dihapus oleh nitrogen mikro-organisme, yang membangunnya menjadi nitrat dan akhirnya protein.

 

 

Biologi Fiksasi Nitrogen

Proses ini adalah transformasi nitrogen gas ke nitrat oleh organisme hidup. Biological nitrogen fixation occurs by: fiksasi nitrogen biologis terjadi oleh:

a) fiksasi nitrogen simbiotik, yang disebabkan oleh bakteri tertentu seperti:

i) Rhizobium pada bintil akar kacang-kacangan (keluarga kacang polong)

ii) Nostoc dan Anabaena (cyanobacetria) di akar dari cycas coralloid

iii) Actinomycetes dalam nodul akar Alnus, Casuarina, dll

Rata-rata sekitar 54 x 10 ⁶ metrik ton / tahun diperkirakan nitrat dihasilkan oleh fiksasi biologis.

. b) hidup Gratis (asymbiotic) nitrogen organisme memperbaiki, adalah pemecah masalah nitrogen primitif, yang beroperasi dalam kondisi aerasi yang buruk dengan proses reductional. These include - Ini termasuk -

i) Wajib aerob seperti Azotobacter.

ii) aerob fakultatif seperti coli, Bascillus, dll

iii) bakteri anaerob seperti Clostridium.

iv) bakteri fotosintetik seperti Rhodospirillum (bakteri ungu), dll

 

Fungsi Nitrogen dalam Tanaman

• Nodul Root adalah situs fiksasi nitrogen.
  
• Rambut akar tanaman polongan dilengkapi dengan bakteri-Rhizobium, itu ikal atau menjadi cacat.
  
• Yang ikal, yang rhizoid (bakteri) menyerang jaringan akar.
  
• Bakteri dalam jaringan akar memperbesar menjadi struktur terikat membran yang disebut bacteroids.
  
• Pabrik merespon membentuk benang infeksi terdiri dari membran plasma yang tumbuh ke dalam dari sel yang terinfeksi, memisahkan terinfeksi dari sisa tanaman.
  
• 
   

Pembentukan bintil akar

• . Nodul Root adalah situs fiksasi nitrogen.
  
• Rambut akar tanaman polongan dilengkapi dengan bakteri-Rhizobium, itu ikal atau menjadi cacat.
  
• Yang ikal, yang rhizoid (bakteri) menyerang jaringan akar.
  
• Bakteri dalam jaringan akar memperbesar menjadi struktur terikat membran yang disebut bacteroids.
  
• Pabrik merespon membentuk benang infeksi terdiri dari membran plasma yang tumbuh ke dalam dari sel yang terinfeksi, memisahkan terinfeksi dari sisa tanaman.
  
• 
   

Pengantar nitrogen-fixing-bakteri:

Nitrogen bentuk salah satu unsur penting di atmosfer dan juga sangat diperlukan dalam organisme hidup.. Nitrogen merupakan komponen kunci dari biomolekul seperti asam amino, protein, lipid dan asam nukleat dan juga membentuk komponen kunci dari limbah nitrogen pada hewan.

. konstituen penting tersebut tidak dapat secara langsung dimanfaatkan oleh tanaman dan bentuk-bentuk lainnya yang hidup tanpa bantuan dari beberapa nitrogen fixing bakteri khusus.. Ini adalah bakteri khusus yang memiliki sebagian gen khusus yang disebut nitrogen gen dan bentuk asosiasi simbiotik dengan tanaman. Setelah asosiasi simbiosis bakteri ini memperbaiki dan suplai nitrogen untuk tanaman dalam bentuk nitrat dan amonia dan kembali mendapatkan makanan.

nitrogen simbiotik bakteri memperbaiki

Hidup bebas bakteri nitrogen

a) anaerob obligat - Clostridium pasteurianum

b b) anaerob fakultatif - Klebsiella,

c) bakteri fotosintesis - Rhodobacter

d) Kebanyakan cyanobacteria

e) aerob obligat seperti Azotobacter

f) Beberapa metanogen

Symbiotic nitrogen fixing bakteri

Sebagai fiksasi nitrogen terjadi di bawah kondisi anerobic bakteri simbiotik perlu dilindungi dari kediaman oksigen. Oleh karena itu bakteri simbiotik dengan bantuan beberapa gen nodular mengembangkan nodul pada akar tanaman dan memulai proses fiksasi nitrogen.. Contohnya adalah Rhizobium dan Bradyrhizobium.

Sebagian besar bakteri umum yang disebut rhizobioum meskipun ditemukan bebas di tanah tapi dapat memperbaiki nitrogen setelah keuntungan asosiasi simbiotik dengan bintil akar yang mikroaerofilik lingkungan yang ketat mungkin.

. Organisme seperti Frankia memiliki asosiasi simbiotik dengan tanaman Actinorhizal mirip dengan tanaman polongan.

Cyanobacteria seperti anabena, diketahui dalam hubungan simbiotik dengan tanaman pakis disebut Cycas.

Hal ini terbukti bahwa baik hidup bebas atau nitrogen fixing bakteri simbiotik dapat memperbaiki nitrogen sebagai bagian dari jalur metabolik mereka.

Langkah yang diambil Fiksasi Nitrogen oleh bakteri nitrogen

1. Fiksasi Nitrogen (Konversi nitrogen bebas untuk nitrit atau ion amonium)
   
2. Nitrifikasi (Konversi amonia menjadi nitrit)
   
3. Asimilasi (Pengambilan amonia dan nitrit ke dalam jaringan biologi)
   
4. Ammonification (Konversi senyawa nitrogen organik menjadi amonia)
   
5. Denitrifikasi (Konversi ion nitrit menjadi nitrogen)
   

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

http://translate.google.co.id/translate?hl=id&langpair=en|id&u=http://www.tutorvista.com/topic/nitrogen-metabolism-in-plantsssss (dikutip pada hari rabu pukul 20.00)

http://translate.google.co.id/translate?hl=id&langpair=en|id&u=http://www.jic.ac.uk/staff/stanislav-kopriva/evolution_of_plant_sulfur_mechanism.htm (dikutip hari rabu, pukul 20.00)

http://translate.google.co.id/translate?hl=id&langpair=en|id&u=http://www.rsc.org/delivery/_ArticleLinking/ArticleLinking.asp%3FJournalCode%3DMB%26Year%3D2008%26ManuscriptID%3Db802911n%26Iss%3D (dikutip hari rabu, pukul 20.00)