Використання азоту в біосинтетичних процесах водоростей

Як морські, так і прісноводні водорості можуть засвоювати неорганічні сполуки азоту (нітрати NO₃^–), нітрити (NO₂^–) та амоній (NH₄⁺). Незалежно від вмісту у воді тих чи інших форм азоту, їх засвоєння та включення в органічні сполуки водоростевих клітин відбувається тільки через перетворення NH₄⁺. Цей процес має двостадійний характер і пов’язаний з внутрішньоклітинним нітропродуктазним комплексом.

Включення іону амонію в процес біосинтезу органічних сполук відбувається за участю глутамінсинтетазної реакції, внаслідок якої NH₄⁺ взаємодіє з глутаматом, утворюючи амінокислоту глутамін. Цей процес пов'язаний з енергозабезпеченням. Наприклад, утилізація і перетворення нітратів у амінокислоти вимагає до 10 електронів на молекулу. Біоенергетичне забезпечення такої метаболічної реакції у водоростевих клітинах можливе лише в світлий час доби, коли відбувається фотосинтез. У темноті цей процес відбувається на досить низькому рівні або навіть повністю призупиняється.

В умовах, коли у водному середовищі різко знижений вміст азоту і клітини відчувають його дефіцит, процес утилізації NO₃^–і NH₄⁺ може відбуватися в нічний період, але в світлий час його інтенсивність особливо висока.

Характерною особливістю фізіології водоростей є можливість накопичу­вати асимільований азот у вигляді іонів нітрату, амонію або низькомолекуляр­них органічних сполук. Водорості, особливо морські, можуть засвоювати з води органічні сполуки азоту у вигляді амінокислот, сечовини, пуринів.

Як один з найбільш важливих біогенних елементів азот (переважно у формі нітратів) істотно впливає на біологічну продуктивність водних екосистем. В оптимальних концентраціях він обумовлює підвищену продукцію фітопланктону, фітобентосу, вищих водяних рослин. Дефіцит мінерального азоту призводить до зниження інтенсивності фотосинтезу у рослин. В той же час надмірне надходження сполук азоту часто є причиною забруднення водойм та їх евтрофікації.