窒素代謝の概要

大気中の窒素は、窒素の最大の供給源です。しかし、ほとんどの生物は、窒素原子間の強い三重結合のために大気中の窒素を直接取り込むことができず、比較的反応性がありません。

したがって、土壌中に存在する窒素固定細菌は、大気中の窒素を生物学的に有用な形態であるアンモニアに変換します。

アンモニアは植物細胞に取り込まれ、そこでグルタミン酸と結合してグルタミンが生成され、グルタミンはさらに他のアミノ酸やヌクレオチドに変換されます。

その後、動物はこれらの植物を消費し、アミノ酸を使用して独自のタンパク質とヌクレオチドを合成します。

動物は大量のアミノ酸を貯蔵できないため、摂取されたアミノ酸は尿素サイクルを通じて定期的に分解されて尿素になります。

その後、尿素は尿を通じて排泄され、最終的には土壌に戻ります。

その後、ウレアーゼ活性を持つ土壌細菌は、排泄された尿素をアンモニアに分解します。最後に、硝化細菌と脱窒細菌がアンモニアをガス状窒素に変換し、大気に戻します。