xiii-xiv asimilasi nitrogen
TRANSCRIPT
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
1/19
09/18/09 Gieks 1
ASIMILASI NITROGEN
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
2/19
09/18/09 Gieks 2
Nitrogen berada dalam berbagai macambentuk
Atmosfer mengandung hampir 78 %
Nitrogen (N2) Penangkapan nitrogen dari atmosfer
memerlukan pemecahan ikatan kovalen
rangkap 3 stabil (N2) untuk membentukamonia (NH3) atau nitrat (NO3)
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
3/19
09/18/09 Gieks 3
Proses alamiah memfiksasi nitrogen 190 x
1012 gr/th
Kilat dan petir/ menyumbang 8 %, reaksi
fotokimia 2% dan 90 % adalah fiksasi
nitrogen biologi.
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
4/19
09/18/09 Gieks 4
Tumbuhan dapat menyimpan nitratdengan konsentrasi tinggi tanpa
menimbulkan efek yang merugikan
tanaman Tetapi hewan dan manusia yang
mengkonsumsi nitrat dengan kadar yang
tinggi dapat mengalamimethemoglobinemia
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
5/19
09/18/09 Gieks 5
Methemoglobinemia adalah penyakit
dimana hati akan mereduksi nitrat
menjadi nitrit, yang kemudian bereaksi
dengan hemoglobin dan mengakibatkan
hemoglobin tidak mampu mengikat
oksigen
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
6/19
09/18/09 Gieks 6
Taraf amonium yang tinggi bersifat
toksik baik pada tumbuhan maupunhewan.
Hewan akan menghindar dari bau
amonium yang menyengat
Sementara tumbuhan akan segeramenyimpan amonium dalam vacuola
sehingga menghindari efek toksik padamembran dan sitosol
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
7/19
09/18/09 Gieks 7
Tumbuhan mengasimilasi nitrat yangdiabsorbsi menjadi senyawa nitrogenorganik
Reaksi pertama adalah reduksi nitratmenjadi nitrit dalam sitosol oleh enzimnitrat reduktase
NO3-
+ NAD(P)H + H+
+ 2e NO2-
+NAD(P) + H2O
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
8/19
09/18/09 Gieks 8
Nitrit (NO2- ) adalah ion yang sangat reaktif
dan toksik Tumbuhan kemudian secara cepat
memindahkan nitrit dari sitosol ke kloroplas
(daun) atau platida (akar) untuk kemudian di
reduksi menjadi amonium oleh enzim nitrit
reduktase
NO2- + 6Fdred + 8H
+ + 6e NH4+ + 6
Fdoks NAD(P) + 2H2O
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
9/19
09/18/09 Gieks 9
Kebanyakan jenis tanaman lebihmudah mengasimilasi nitrat diikuti olehnitrit dan amonium
Sel-sel tumbuhan menghindaritoksisitas amonium yang dihasilkandari asimilasi nitrat atau fotorespirasidengan cara merubahnya secara cepat
menjadi asam amino
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
10/19
09/18/09 Gieks 10
Oleh enzim Glutamine synthetase (GS),amonium digabungkan dengan
glutamate untuk membantuk glutaminGlutamate + NH4
+ + ATP Glutamine +
ADP + Pi
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
11/19
09/18/09 Gieks 11
Peningkatan konsentrasi glutamin akanmerangsang aktivitas enzim glutamatesynthase (glutamine:2-oxoglutarate
aminotransferase/GOGAT) Tumbuhan memiliki 2 tipe GOGAT
(satu menerima elektron dari NADH
dan satunya dari Ferredoksin (Fd))
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
12/19
09/18/09 Gieks 12
NADH-GOGAT terletak dalam plastidajaringan nonfotosintesis, dan terlibatdalam asimilasi NH4+ yang diabsorbsi
lewat akar Fd-GOGAT terdapat dalam kloroplas
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
13/19
09/18/09 Gieks 13
Glutamine + 2 oxoglutarate+ NADH + H +
2 Glutamat + NAD+
Glutamine + 2 oxoglutarate + Fdred
2 Glutamat + Fdoks
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
14/19
09/18/09 Gieks 14
Amonium dapat diasimilasikanmelewati jalur alternatif yaitu melaluiaktivitas enzim glutamatdehidrogenase (GDH) yang mampu
mengkatalis reaksi bolak-balik yangmensintesis atau mendeaminasiglutamat
2 oxoglutarate+ NH4+
+ NAD(P)H + H+
Glutamat + H2O +
NAD(P)
NADH-GDH ditemukan dalam mitokondria,
NADPH-GDH dalam kloroplas
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
15/19
09/18/09 Gieks 15
Setelah diasimilasi menjadi glutaminatau glutamat. Nitrogen kemudiandigabungkan dengan asam amino lainmelalui reaksi transaminasi yangdikatalisis oleh enzim aminotransferase
Glutamate + Oxaloacetateaspartat + 2-oxoglutarat
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
16/19
09/18/09 Gieks 16
Fiksasi nitrogen biologis
Organisme yang mampu memfiksasinitrogen dapat berupa organisme
bebas atau yang bersimbiosis Fiksasi nitrogen secara biologi terjadi
dalam kondisi anaerob karena
nitrogenase (enzim yang terlibat dalamfiksasi nitrogen) dapat diinaktivasi(irreversible) oleh oksigen
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
17/19
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
18/19
09/18/09 Gieks 18
Fiksasi nitrogen secara biologimenghasilkan amonia (NH3) dari N2oleh komples enzim nitrogenase
Guna menghindari toksisitas, amoniasegera diubah menjadi senyawaorganik (amida atau ureida) sebelum
ditranfer
-
8/14/2019 XIII-XIV Asimilasi Nitrogen
19/19
09/18/09 Gieks 19
Notes:
2. Lihat bahan ajar kelas yang lain,
3. Baca juga : Hari Suseno, 1973,Salisbury Ross atau Taiz & Zieger.