Bilgi Bankası

Glutamat sentaz (GOGAT)

Glutamat sentaz (GOGAT), aspir (Carthamus tinctorius L.) bitkisinde azot asimilasyonu döngüsünün kilit enzimlerinden biridir. Bu enzim, glutamin ve 2-oksoglutarat’tan iki molekül glutamat sentezleyerek organik azot döngüsünü tamamlar.
Glutamin sentetaz (GS) ile birlikte çalışarak GS/GOGAT döngüsünü oluşturur; bu döngü, bitkide alınan inorganik azotun (NH₄⁺, NO₃⁻) protein sentezine katılmasını sağlar.

Kimyasal Özellikleri ve Reaksiyonu

Özellik Açıklama
Tam adı Glutamat sentaz (EC 1.4.1.13 / EC 1.4.7.1)
Yerleşim yeri Kloroplast (ferredoksin-bağımlı) ve sitoplazma (NADH-bağımlı)
Reaksiyon Denklemi Glutamin + 2-oksoglutarat + NADH (veya Fdred) → 2 Glutamat + NAD⁺ (veya Fdox)
Cofaktör Demir (Fe), FAD, FMN, NADH veya ferredoksin
Optimum pH 7.5 – 8.0

Aspir Bitkisinde GOGAT’ın Fizyolojik Rolleri
Süreç / Görev GOGAT’ın Rolü Açıklama
Azot Asimilasyonu Glutamin → Glutamat dönüşümünü sağlar Amino asit sentezinin devamı için gereklidir.
Amino Asit ve Protein Sentezi Glutamat üzerinden transaminasyon reaksiyonları Bitkide tüm amino asitlerin karbon iskeletini oluşturur.
Fotosentez ve Enerji Döngüsü Kloroplast GOGAT ışığa bağımlı olarak aktiftir Ferredoksin kullanarak karbon–azot koordinasyonunu sağlar.
Stres Yanıtı Antioksidan savunmayı destekler Azot-redoks dengesini korur.
Tohum Gelişimi Azot mobilizasyonu sağlar Tohum dolgunluğu ve protein birikimi için önemlidir.

GOGAT Enzim Tipleri ve Özellikleri
Tip Elektron Kaynağı Bulunduğu Yer Görev
Fd-GOGAT (ferredoksin-bağımlı) Işığa bağlı ferredoksin Kloroplast Fotosentezle ilişkili azot döngüsü
NADH-GOGAT NADH Kök ve genç yaprak hücreleri Azot asimilasyonu ve büyüme

Aspirde GOGAT Aktivitesini Etkileyen Faktörler

  • Işık: Fd-GOGAT aktivitesi yüksek ışıkta artar.

  • Azot Formu: Nitrat (NO₃⁻) alımı GOGAT aktivasyonunu destekler.

  • Demir ve Kükürt Beslenmesi: FAD/FMN yapısında yer aldığı için eksiklikte aktivite düşer.

  • Stres Faktörleri: Kuraklık ve tuzluluk durumunda GOGAT ekspresyonu azalır, ancak sitoplazmik NADH-GOGAT kısmı kısmen aktif kalır.

  • Molibden ve Magnezyum: NR ve GS ile bağlantılı olarak dolaylı şekilde etkilidir.

GS/GOGAT Döngüsünün Önemi

Enzim Görev Sonuç
GS (Glutamin Sentetaz) NH₄⁺ + Glutamat → Glutamin Amonyum detoksifikasyonu
GOGAT (Glutamat Sentaz) Glutamin + 2-oksoglutarat → 2 Glutamat Azotun organik bileşiklere aktarımı

Bu iki enzim birlikte, bitkinin azotlu bileşikleri sentezleme kapasitesini belirler.

Aspirde GOGAT Aktivitesini Artıran Uygulamalar

  • Fe, S ve Mg içeren yaprak gübreleri – kofaktör desteği sağlar.

  • Brassinosteroid veya Sitokinin uygulamaları – GOGAT gen ekspresyonunu artırır.

  • Aminasit + deniz yosunu bazlı biyostimülantlar – C/N dengesini optimize eder.

  • Işıklı, iyi beslenmiş koşullar – ferredoksin-bağımlı aktiviteyi maksimumda tutar.

İlaç Önerileri