Cố định nitơ trong cây họ đậu 🍀
Các loại cây họ đậu như đậu Hà Lan, đậu và cỏ ba lá không chỉ là một loại cây mà chúng còn là nguồn năng lượng cho sức khỏe của đất! Thông qua một quá trình tự nhiên được gọi là *cố định nitơ*, những loại cây này tương tác với các vi khuẩn có lợi trong các nốt sần rễ của chúng để chuyển đổi nitơ trong khí quyển thành dạng mà cây có thể sử dụng để phát triển. Điều này làm giảm nhu cầu về nitơ tổng hợp.
Tại sao các nốt sần lại có màu hồng? Màu hồng trong các nốt sần chỉ ra sự hiện diện của *leghemoglobin*, một sắc tố liên kết với oxy. Điều này cho thấy vi khuẩn trong các nốt sần đang tích cực cố định nitơ.
Ảnh do Re-Gen Farming cung cấp.
hashtag#SoilHealth hashtag#NitrogenFixation hashtag#Legumes
Leghemoglobin
Leghemoglobin (còn được gọi là leghaemoglobin hoặc legoglobin) là một loại protein mang oxy được tìm thấy chủ yếu trong các nốt rễ của cây họ đậu. Nó đóng một vai trò quan trọng trong mối quan hệ cộng sinh giữa các nhà máy này và vi khuẩn cố định nitơ, chẳng hạn như Rhizobium. Sự tổng hợp leghemoglobin xảy ra khi rễ bị xâm chiếm bởi các vi khuẩn này, chúng chuyển đổi nitơ trong khí quyển thành dạng có thể sử dụng được bởi thực vật, trong khi leghemoglobin giúp duy trì nồng độ oxy thấp bảo vệ enzyme nitơ tham gia vào quá trình này.
Cấu trúc và chức năng
Leghemoglobin là một protein đơn phân có khối lượng phân tử khoảng 16 kDa. Về mặt cấu trúc, nó tương tự như myoglobin và hemoglobin, chứa một nhóm heme liên kết sắt, rất cần thiết cho việc vận chuyển oxy. Protein này thể hiện ái lực cao với oxy – lớn hơn từ 11 đến 24 lần so với myoglobin cá nhà táng – cho phép nó cung cấp oxy hiệu quả cho vi khuẩn trong khi ngăn ngừa tổn thương oxy hóa cho các enzyme cố định nitơ.Protein được tổng hợp với số lượng lớn trong các tế bào bị nhiễm bệnh của các nốt họ đậu, thường chiếm tới 30-40% tổng số protein hòa tan trong các tế bào này. Nồng độ cao này rất quan trọng đối với chức năng của nó, vì nó hoạt động như một bể chứa oxy, đảm bảo rằng vi khuẩn có nguồn cung cấp oxy liên tục để hô hấp mà không để chúng tiếp xúc với mức độ có hại.
Bối cảnh tiến hóa
Leghemoglobin được cho là đã tiến hóa từ một gen tổ tiên chung được chia sẻ bởi cả thực vật và động vật. Tuy nhiên, trong quá trình tiến hóa, gen hemoglobin đặc hiệu của cây họ đậu đã trải qua những thay đổi đáng kể, dẫn đến sự khác biệt về trình tự axit amin – khoảng 80% không giống nhau so với huyết sắc tố động vật. Sự phân kỳ tiến hóa này phản ánh sự thích nghi với các điều kiện môi trường độc đáo và yêu cầu trao đổi chất của cây họ đậu.
Ứng dụng
Trong những năm gần đây, leghemoglobin đã thu hút được sự chú ý trong ngành công nghiệp thực phẩm, đặc biệt là một thành phần quan trọng trong các lựa chọn thay thế thịt có nguồn gốc thực vật. Ví dụ, Impossible Food sử dụng leghemoglobin đậu nành, có nguồn gốc từ đậu nành, để tăng hương vị và mùi thơm của các sản phẩm thay thế thịt của họ, bắt chước hương vị của các sản phẩm thịt truyền thống. Ứng dụng này làm nổi bật tiềm năng của leghemoglobin trong việc cung cấp một giải pháp thay thế bền vững cho các thành phần có nguồn gốc động vật.Nhìn chung, leghemoglobin là một thành phần quan trọng của quá trình cố định nitơ trong cây họ đậu, với ý nghĩa quan trọng đối với cả sinh học thực vật và công nghệ thực phẩm.
(St.)
Ý kiến bạn đọc (0)