Les plantes sont phototrophes et peuvent synthétiser tous les composés organiques à partir de matériaux inorganiques tels que le dioxyde de carbone (CO2), l’eau (H2O) et les minéraux en utilisant l’énergie lumineuse.
Les acides aminés sont les principaux métabolites du métabolisme de l’azote (N) des plantes supérieures.
L’importance des acides aminés dans les plantes
- L’azote inorganique, tel que l’ammonium absorbé par les racines ou produit par réduction des nitrates, fixation de l’azote et photorespiration, est initialement internalisé en glutamine (Gln) et en glutamate (Glu) par la voie du complexe glutamine (GS)/glutamate synthase (GOGAT).
- Les acides aminés sont les composants de base des protéines.
- Les acides aminés sont utilisés pour transporter l’azote sur de longues distances entre les organes (racines, nodules, tiges, feuilles, gousses, graines et bourgeons apicaux) via le xylème ou le phloème.
- Les acides aminés non protéiques peuvent jouer un rôle dans la protection des plantes contre les dommages causés par les animaux, les insectes ou les champignons.
Le rôle des acides aminés dans l’absorption de l’azote inorganique
- Les plants de soya absorbent l’azote inorganique des racines et peuvent fixer le N 2 dans l’atmosphère sous forme de nodules associés aux bactéries des racines du sol.
- Les racines du soja absorbent l’eau et les nutriments dans la solution du sol, et ils sont transférés aux pousses via les vaisseaux du xylème par la transpiration et la pression racinaire.
- Le N fixé dans le nœud est également transféré aux pousses via le xylème.
- D’autre part, les substances sous pression (principalement le saccharose), les acides aminés (Asn, etc.) et les minéraux (K, etc.) sont transportés des feuilles vers les bourgeons apicaux, les racines, les nodules et les gousses à travers le phloème par pression osmotique ou protoplasmique. couler.
- L’ion ammonium (NH 4 +) est d’abord assimilé en glutamine (Gln) avec l’acide glutamique (Glu) par l’enzyme synthétisée glutamine (GS) qui consomme une molaire d’ATP.
- Ensuite, le groupe amide de Gln est transféré à un acide organique, le 2-oxoglutarate (2-OG), par la glutamate synthase (GOGAT) dans les plastes en utilisant 2M de réductase.
- Le nitrate est l’azote inorganique le plus abondant dans les champs des hautes terres, car le NH 4 + est facilement oxydé en NO 3 – par les bactéries nitrifiantes dans des conditions aérobies.
- Le NO 3 – est réduit en nitrite (NO 2 -) par l’enzyme nitrate réductase (NR) en utilisant une molaire de NADH ou de NADPH comme réducteur.
- NO 2 – est transféré aux plastes et est réduit en NH 4 + par l’enzyme Nitrite Reduction (NiR) à l’aide de 6M.
Le rôle des acides aminés dans la synthèse des protéines et des acides nucléiques chez les plantes
- La protéine est un polymère ou un complexe de polymères composé de 20 acides aminés chez les plantes supérieures et joue un rôle essentiel dans le métabolisme comme les enzymes, les protéines de stockage et les composants structuraux des cellules.
- Les 20 acides aminés sont l’alanine, l’arginine, l’asparagine, l’acide aspartique, la cystéine, l’acide glutamique, la glutamine, la glycine, l’histidine, l’isoleucine, la lysine, la lysine, la méthionine, la phénylalanine, la proline, la sérine, la thréonine, la tyrosine, le tryptophane et la valine.
- L’enzyme est un type de protéine qui catalyse une réaction chimique spécifique dans les cellules végétales, et la régulation de la synthèse et de l’activité enzymatique est nécessaire pour maintenir la vie et la croissance.
- Les acides nucléiques, l’acide désoxyribonucléique (ADN) et l’ARN sont un polymère de bases puriques (adénine et guanine) et de bases pyrimidiques (thiamine et cytosine pour l’ADN et uracile et cytosine pour l’ARN) avec du pentose (2-désoxyribose pour l’ADN et le ribose). pour l’ARN) et les phosphates.
- L’ADN sert de matrice pour l’ARNm, et l’ARNm est traduit dans la séquence d’acides aminés d’une protéine.
- La base purique contient 4 atomes d’azote dans la molécule, qui est dérivée de la glutamine, de l’acide aspartique et de la glycine.
- La base pyrimidique contient 2 atomes N dans une molécule et est dérivée d’une glutamine et d’acide aspartique.
- Les acides aminés sont les précurseurs de la plupart des composés azotés des plantes.
Le rôle des acides aminés dans le transport et le stockage de l’azote chez les plantes
- Les acides aminés et les amides, en particulier Gln et Asn, sont utilisés pour transporter l’azote à travers le xylème et le phloème dans de nombreuses plantes.
- De plus, ces amides sont utilisés pour le stockage temporaire d’azote.
- La glutamine Gln et l’asparagine Asn conviennent au transport et au stockage de N, car elles contiennent deux atomes de N dans une molécule et leur solubilité est élevée entre les acides aminés.
- Un amide est un groupe fonctionnel contenant un groupe carbonyle attaché à un atome d’azote ou tout composé contenant un groupe fonctionnel amide. Les amides sont dérivés de l’acide carboxylique et de l’amine. Amide est également le nom de l’anion inorganique NH2. C’est la base conjuguée de l’ammoniac (NH 3 ).
Le rôle des acides aminés dans la protection des plantes
- En plus des 20 acides aminés protéinogènes, il existe plus de 400 acides aminés non protéinogènes dans diverses sources naturelles, et environ 240 d’entre eux se trouvent dans les plantes.
- La 4-méthylène glutamine est un acide aminé non protéique présent uniquement dans les cacahuètes (Arachis hypogaea) et la lavande (Tulipa gesneriana), et cet amide s’accumule fortement dans les feuilles et les tiges des plants de tulipes, et l’azote tamponné est utilisé pour la réutilisation des bulbes.
- Certains acides aminés non protéiques sont toxiques, comme l’alkanavanine et l’alkonkanavanine A dans la pilule de l’épée (gladiate de Canavalia), et ces acides aminés toxiques peuvent contribuer à protéger la plante des dommages causés par les animaux, les insectes ou les champignons.
