Леггемоглобин

Леггемоглобин — это гемопротеид (белок, содержащий гем), который придаёт красную окраску клубенькам бобовых растений, активно фиксирующих молекулярный азот из атмосферы.

Синтез:

• Гемовая часть молекулы синтезируется клубеньковыми бактериями (ризобиями), живущими в симбиозе с растением.
• Белковая часть (глобин) вырабатывается клетками самого растения-хозяина.

Функция: Подобно гемоглобину крови, леггемоглобин способен обратимо связываться с кислородом. Это ключевая функция, так как он регулирует концентрацию свободного O₂ внутри клеток клубенька.

Значение: Высокая концентрация кислорода подавляет работу фермента нитрогеназы, с помощью которой бактерии-симбионты фиксируют азот. Связывая избыточный кислород, леггемоглобин создаёт и поддерживает в клубеньке микросреду с низким содержанием O₂. Это обеспечивает оптимальные условия для работы нитрогеназы и, как следствие, для эффективной фиксации атмосферного азота.

Современный контекст

Леггемоглобин является классическим примером успешного молекулярного симбиоза. Современные исследования показывают, что гены, кодирующие белок леггемоглобина у растений, эволюционно родственны генам глобинов у животных. Изучение механизмов его работы помогает в разработке стратегий по повышению эффективности биологической фиксации азота, что важно для устойчивого сельского хозяйства.