Notas sobre o Metabolismo do Azoto e Enxofre
Entrada do Azoto nas Plantas
- As plantas adquirem azoto inorgânico principalmente na forma NO3^- (nitrato) ou NH4^+ (amónio).
- O NH4^+ pode resultar da redução do nitrato ou da fixação biológica do N2 por procariotas em simbiose.
- O transporte de azoto ocorre por difusão ou fluxo em massa e está disponível como:
- Formas inorgânicas: NH4^+, NO3^-
- Formas orgânicas: ureia, aminoácidos livres, pequenos péptidos.
Transporte de Azoto nas Raízes
- O azoto é transportado para as células da raiz por meio de transportadores ativos específicos.
- Existem diferentes formas de movimentos:
- Aquaporinas: permitem a difusão de NH_3 e ureia.
- Canais de catiões não seletivos: que transportam K^+ e NH_4^+.
- Transportadores específicos:
- AMT: transportadores de amônia, que também funcionam como H+/NH4+.
- HAT e LAT: transportadores específicos de nitrato.
- O NO3^- absorvido é reduzido a NH4^+.
- Enzimas envolvidas:
- Nitrato Redutase (NR): reduz NO3^- a NO2^- usando NADH ou NADPH.
- Nitrito Redutase (NiR): reduz NO2^- a NH4^+ utilizando ferredoxina reduzida.
- Glutamina Sintetase (GS): incorpora NH_4^+ em glutamato, formando glutamina, um transporte importante de N.
- O ciclo de assimilação continua com a síntese de glutamato a partir de NH_4^+ e a-cetoglutarato.
Importância do Enxofre nas Plantas
- O enxofre é essencial e participa em:
- Cadeias de transporte de eletrões (Fe-S).
- Formação de pontes dissulfeto em proteínas.
- Coenzimas e sítios catalíticos de diversas enzimas.
- O SO_4^{2-} é absorvido pelas raízes e utilizado em várias reações biossintéticas, com a produção de cisteína e metionina.
Toxicidade do Azoto
- O NH_4^+ é a forma assimilável mas é tóxico em concentrações elevadas (> 5 mM).
- Sintomas da toxicidade incluem:
- Crescimento atrofiado e clorose foliar.
- Decrescimento na colheita (15 a 60%).
- Sensibilidade ao NH_4^+ pode ser influenciada por fatores como estrutura do genoma e condições ambientais.
- O metabolismo de N interage com a fotossíntese e respiração, pois requer energia e poder redutor dos processos como a glicólise e ciclo de Krebs.
- A fotorrespiração contribui para a energia necessária para a assimilação do azoto.
- Herbicidas como Basta® e glufosinato inibem enzimas fundamentais do metabolismo de azoto, levando ao acúmulo tóxico de NH_4^+ nas plantas.