Réduction du NO3-
La réduction se fait par une enzyme, la nitrate réductase. C’est une enzyme soluble et
cytosolique constitué d’un homo dimère (deux sous unités identiques). Chaque sous unité est
formée de 3 domaines :
FAD qui utilise le pouvoir réducteur un hème qui est un cytochrome b un atome de
MoCo (cobalt). C’est un oligoélément présent en faible quantité mais indispensable car il
intervient dans la réaction de transfert des électrons depuis le NADPH. Les deux électrons
réduisent les nitrates en nitrites. C’est une réaction exergonique donc le transfert des électrons
est spontané. Elle ne consomme pas d’ATP mais du pouvoir réducteur.
NO3- NO2- + H2O
Sa position est stratégique car elle subit de multiple régulation. Les gènes de la NR codent
pour une enzyme qui est active dans sa forme native. La transcription est sous le contrôle de
la lumière et des nitrates (substrat). Le glucose et d’autres sucres sont aussi des activateurs de
la transcription. Il y a donc une connexion entre le métabolisme azoté et le métabolisme
carboné. La NR est régulée par une phosphorylation post-traductionnelle. Quand elle est
phosphorylée, elle fixe un inhibiteur qui l’inactive. Tout ceci est sous le contrôle d’une kinase
phosphatase. La phosphorylation est régulée par la lumière et des sucres qui inhibe le
processus. Cette réduction se fait dans les tiges ou les racines. La répartition en enzyme dans
les feuilles et les tiges dépend des plantes et la concentration en nitrate exogène.
Réduction du NO2-
Le NO2- est le substrat de la nitrite réductase et elle fait intervenir 6 électrons.
NO2- + 6e- + 6 H+ NH3 + H2O
Ensuite NH3 est protoné pour former du NH4+ : NH3 + OH- + 2H+ NH4+ + H2O
NO2- + 6e- + 8H+ = NH4+ + 2 H2O
Cette réaction alcalinise le cytoplasme et tous les organes peuvent réaliser cette réduction. La
NIR est localisée différemment selon les organes : dans les racines elle se trouve dans les
proplastes et dans les feuilles elle se trouve dans les chloroplastes. Dans les racines le pouvoir
réducteur est le NADPH (3 sont nécessaires pour les 6 électrons) et dans les feuilles, il
provient de la ferredoxine (6 sont nécessaires pour les 6 électrons). La NIR est juste formée
d’une chaîne contenant 3 domaines : un domaine contient du FMN responsable de la fixation
des électrons de la ferredoxine, le 2e est une protéine Fer - souffre et enfin un hème.
Assimilation du NH4+
Dans les plantes le NH4+ n’est pratiquement jamais transporté dans les sèves car il est toxique.
Après son assimilation il est transformé en glutamate directement sur son lieu de formation.
La GS et la GOGAT
GS : glutamine synthétase