Toitainete assimilatsiooni energeetika

9. Toitainete assimilatsiooni energeetika

Toitainete assimilatsioon vajab reeglina suurtes kogustes energiat, et muuta stabiilsed, madala energiasisaldusega anorgaanilised ühendid energiarikasteks orgaanilisteks ühenditeks. Näiteks nitraadi reduktsioon nitritiks ja siis ammooniumiks tarbib ligikaudu 25% taimes kuluvast energiast, kusjuures N enda osakaal taime kuivkaalust on ainult 2%. Enamus selliseid reaktsioone toimub kloroplastide stroomas, kus neil on vaba juurdepääs tugevatele redutseerivatele ühenditele, nt NADPH, ferredoxin, mida toodetakse fotosünteesi elektroni transpordi ajal ja neid kahte protsessi kokku nimetatakse fotoassimilatsiooniks. Kõrge CO₂ määr takistab seda protsessi, seetõttu toimub C₄ taimede fotoassimilatsioon mesofülli rakkudes.

Võrdluseks:

1. 
   Nitraadi (NO₃^-) assimilatsioonil muudetakse ta kõigepealt nitritiks (NO₂^-), siis ammooniumiooniks (NH₄⁺) ja viimaks amiidi lämmastikuks glutamiinis, kusjuures iga järgnev vorm on kõrgema energiatasemega kui eelmine ja seetõttu nõuab see protsess 12 ATP ühe lämmastiku kohta.
   
2. 
   Bioloogiline lämmastiku sidumise protsess koos järgneva NH₃ assimileerimisega aminohappesse nõuab 16 ATP-d ühe N kohta.
   
3. 
   Sulfaadi (SO₄^2-) assimilatsioon tsüsteiini nõuab 14 ATP-d.