один из основных биогенных элементов (См.
Биогенные элементы)
, входящих
в состав важнейших веществ живых клеток - белков и нуклеиновых кислот. Однако количество А.
в о. невелико (1 - 3\% на сухую массу). Находящийся
в атмосфере молекулярный
азот могут усваивать лишь некоторые микроорганизмы и сине-зеленые водоросли (см.
Азотфиксация). Значительные запасы азота сосредоточены
в почве
в форме различных минеральных (аммонийные соли, нитраты) и органических соединений (
азот белков, нуклеиновых кислот и продуктов их распада, т. е. ещё не вполне разложившиеся остатки растений и животных). Растения усваивают
азот из почвы как
в виде неорганических, так и некоторых органических соединений.
В природных условиях для питания растений большое значение имеют почвенные микроорганизмы (аммонификаторы), которые минерализуют органический
азот почвы до аммонийных солей. Нитратный
азот почвы образуется
в результате жизнедеятельности открытых С. Н. Виноградским
в 1890 нитрифицирующих бактерий (См.
Нитрифицирующие бактерии)
, окисляющих аммиак и аммонийные соли до нитратов. Часть усвояемого микроорганизмами и растениями нитратного азота теряется, превращаясь
в молекулярный
азот под действием денитрифицирующих бактерий (См.
Денитрифицирующие бактерии). Растения и микроорганизмы хорошо усваивают как аммонийный, так и нитратный
азот, восстанавливая последний до аммиака и аммонийных солей. Микроорганизмы и растения активно превращают неорганический аммонийный
азот в органические соединения азота - амиды (аспарагин и глутамин) и
Аминокислоты. Как показали Д. Н. Прянишников и
В. С. Буткевич,
азот в растениях запасается и транспортируется
в виде аспарагина и глутамина. При образовании этих амидов обезвреживается аммиак, высокие концентрации которого токсичны не только для животных, но и для растений. Амиды входят
в состав многих белков как у микроорганизмов и растений, так и у животных. Синтез глутамина и аспарагина путём ферментативного амидирования (См.
Амидирование) глутаминовой и аспарагиновой кислот осуществляется не только у микроорганизмов и растений, но
в определённых пределах и у животных.
Синтез аминокислот происходит путём восстановительного аминирования (См.
Аминирование) ряда альдегидокислот (См.
Альдегидокислоты и кетокислоты) и кетокислот (См.
Альдегидокислоты и кетокислоты), возникающих
в результате окисления углеводов (
В. Л. Кретович), или путём ферментативного переаминирования (См.
Переаминирование) (А. Е. Браунштейн и М. Г. Крицман, 1937). Конечными продуктами усвоения аммиака микроорганизмами и растениями являются
Белки, входящие
в состав протоплазмы и ядра клеток, а также отлагающиеся
в виде запасных белков. Животные и человек способны лишь
в огранической мере синтезировать аминокислоты. Они не могут синтезировать 8 незаменимых аминокислот (валин, изолейцин, лейцин, фенилаланин, триптофан, метионин, треонин, лизин), и потому для них основным источником азота являются белки, потребляемые с пищей, т. е.,
в конечном счёте, - белки растений и микроорганизмов.
Белки во всех организмах подвергаются ферментативному распаду, конечными продуктами которого являются аминокислоты. На следующем этапе в результате дезаминирования органический азот аминокислот вновь превращается в неорганический аммонийный азот. У микроорганизмов и особенно у растений аммонийный азот может использоваться для нового синтеза амидов и аминокислот. У животных обезвреживание аммиака, образующегося при распаде белков и нуклеиновых кислот, осуществляется путём синтеза мочевой кислоты (у пресмыкающихся и птиц) или мочевины (у млекопитающих, в том числе и у человека), которые затем выводятся из организма. С точки зрения обмена азота растения, с одной стороны, и животные (и человек), с другой, отличаются тем, что у животных утилизация образующегося аммиака осуществляется лишь в слабой мере - большая часть его выводится из организма; у растений же обмен азота "замкнут" - поступивший в растение азот возвращается в почву лишь вместе с самим растением.
Лит.: Прянишников Д. Н., Азот в жизни растений и в земледелии СССР, М. - Л., 1945; Браунштейн А. Е., Главные пути ассимиляции и диссимиляции азота у животных, "Баховские чтения", 1957, т. 12; Кретович В. Л., Биохимия автотрофной ассимиляции азота, там же, 1961, т. 16; Фердман Д. Л., Биохимия, 3 изд., М., 1966; Кретович В. Л. и Каган 3. С., Усвоение и превращение азота у растений, в кн.: Физиология сельскохозяйственных растений, т. 2, М., 1967.
В. Л. Кретович, З. С. Каган.