Reducción del Nitrógeno

Concepto

El proceso de reducción de nitratos hasta nitrógeno gas ocurre en etapas sucesivas, catalizadas por sistemas enzimáticos diferentes, apareciendo como productos intermedios nitritos, óxido nítrico y óxido nitroso. La realizan exclusivamente ciertos microorganismos.

Existen dos tipos: Reducción Asimilativa del Nitrato y Reducción Desasimilativa del Nitrato

Reducción Asimilatoria del Nitrato

La reducción asimilatoria del nitrato es donde el nitrato se reduce al

nivel de oxidación del amoníaco para su uso como fuente de nitrógeno

en el crecimiento. Se lleva a cabo tanto en ambientes aerobios como

anaerobios; pero es reprimida por el amonio o cualquier otra fuente de

nitrógeno orgánico disponible.

Existen dos tipos:

Reducción de nitrato a nitrito (Reducción nitrato Reductasa asimilatoria)

Reducción de nitrito a amonio (Reducción Nitrito Reductasa Asimilatoria)

Reducción de nitrato a nitrito (Reducción nitrato Reductasa asimilatoria)

Esta reacción es catalizada por el nitrato reductasa (NR), una enzima

que transfiere dos electrones procedentes de la nicotinamida adenina

nucleótido reducida (NADH).

Los productos de dicha reacción son nitrito (NO2-), nicotinamida adenina

dinucleótido oxidada (NAD+) y H2O, y el número de oxidación del N

cambia de +5 a +3, tal como se muestra en la ecuación siguiente:

Reducción de nitrito a amonio (Reducción Nitrito Reductasa Asimilatoria)

La segunda reacción del proceso global de la reducción del NO3-

implica la reducción del NO2- a NH4+. Debido a que a niveles

altos es toxico, el NO2 que se origina en el citosol por la acción de la

NR es rápidamente transportado a cloroplastos en las hojas o a los

proplastidios en tejidos no verdes de las raíces.

Reacción total:

Reducción Desasimilatoria del Nitrato

Básicamente los procesos más significativos biológicamente de este tipo

son: reducción desasimilatoria del nitrato para formar gases

(Desnitrificación) y reducción desasimilatoria del nitrato para formar

amonio (DNRA). Ambos procesos ocurren en ambientes anaerobios, pero

las diferencias claves entre los dos estriban en que durante la

desnitrificación el nitrato se reduce a nitrógeno molecular (N2) y se

produce casi el doble de energía que la generada por la reducción

desasimilativa del nitrato para formar amonio.

Reducción Desasimilatoria del Nitrato (Des nitrificación)

Reducción Desasimilatoria del Nitrato para formar Amonio:

La reducción desasimilatoria se restringe a procariotas, una amplia diversidad

de estos organismos pueden realizarla.

En todos los casos, el primer producto de la reducción de nitratos es el nitrito,

NO2. y otra enzima, la nitrito reductasa, es responsable del siguiente paso. En el

proceso desasimilatorio son posibles dos vías, una produce amonio y otra N2. La

vía a amonio la realizan muchas bacterias pero tiene menor importancia

práctica. Existen bacterias que no reducen nitratos, pero sí nitritos a amoníaco.

Este puede ser un mecanismo de detoxificación pues el nitrito podría ser tóxico

en condiciones ácidas.