Nitrat Redüktaz (NR) Tanım ve Genel Özellikler Nitrat Redüktaz (NR) , bitkilerde azot metabolizmasının ilk ve hız sınırlayıcı (rate-limiting) basamağını katalizleyen temel bir redüktaz enzimidir.nitrat (NO₃⁻) iyonunu nitrite (NO₂⁻) indirger ve böylece bitkinin azotu organik bileşiklere dönüştürme kapasitesini belirler.
Avokado gibi azot duyarlı meyve türlerinde , NR aktivitesi doğrudan yaprak rengi, klorofil sentezi, büyüme hızı, meyve kalitesi ve yağ asidi sentezi ile ilişkilidir.
Katalitik Reaksiyon N O 3 − + N A D ( P ) H + H + → N O 2 − + N A D ( P ) + + H 2 O NO₃⁻ + NAD(P)H + H⁺ → NO₂⁻ + NAD(P)⁺ + H₂O N O 3 − + N A D ( P ) H + H + → N O 2 − + N A D ( P ) + + H 2 O NR, bu dönüşümde elektron taşıyıcı olarak NADH veya NADPH kullanır.
Enzim Özellikleri
Özellik Açıklama
Enzim sınıfı Oksidoredüktaz (EC 1.7.1.1)
Kofaktörler FAD, Hem, Molibden (Mo), NADH
Optimum pH 7.0–7.5
Optimum sıcaklık 25–35 °C
Yerleşim Sitoplazma (özellikle yaprak hücreleri ve genç meyve dokusu)
Aktivasyon koşulları Işık, nitrat seviyesi, karbonhidrat mevcudiyeti
Avokadoda Fizyolojik Rolleri 1. Azot Asimilasyonu
NR, nitratın (NO₃⁻) nitrite (NO₂⁻) indirgenmesini katalizler.
Bu adım, amonyak (NH₄⁺) üretimiyle sonuçlanan glutamin–glutamat döngüsünün ilk basamağıdır.
Oluşan azot bileşikleri; amino asitler, klorofil, proteinler, enzimler ve lipitler için temel yapı taşıdır.
2. Büyüme ve Gelişme
Avokado ağaçlarında yüksek NR aktivitesi, yaprak gelişimi ve sürgün büyümesinin göstergesidir.
Düşük NR aktivitesi → azot eksikliği , kloroz (sararma) ve zayıf meyve tutumu .
Dengeli NR aktivitesi → yeşil yapraklar, güçlü vegetatif yapı .
3. Fotosentez ve Karbon–Azot Dengesi
NR aktivitesi, ışığa bağımlıdır ; fotosentez ürünlerinden (özellikle şeker) gelen NADH kaynağıyla çalışır.
Bu ilişki, karbon (C) – azot (N) dengesini düzenler.
NR aktivitesinin artması, klorofil sentezini ve fotosentetik verimliliği artırır.
4. Meyve Kalitesi ve Yağ Sentezi
Avokadoda azot formu ve seviyesi , meyve yağ içeriğini etkiler.
Yüksek NR aktivitesi, yağ sentezine giden karbon akışını destekler.
Fazla azot → yağ oranında düşüş , düşük azot → verim azalması
5. Stres Toleransı ve Sinyal Görevi
NR, nitrit (NO₂⁻) üzerinden nitrik oksit (NO) sentezine katkı sağlar.
NO, antioksidan savunmayı (SOD, CAT, GR) ve hormon sinyalleşmesini (ABA, JA) düzenler.
Bu mekanizma, kuraklık ve tuzluluk stresine karşı dayanıklılık sağlar.
Fenolojik Dönemlere Göre NR Aktivitesi
Fenolojik Evre NR Aktivitesi Fizyolojik Etki
10–29: Sürgün ve Yaprak Gelişimi Çok yüksek Azot alımı ve klorofil sentezi
30–49: Tomurcuk Gelişimi Orta Protein ve enzim üretimi
50–69: Meyve Tutumu ve Gelişimi Orta Karbon-azot dengesi
70–89: Meyve Olgunlaşması Düşük Azot metabolizması yavaşlar
90–99: Hasat Sonrası Çok düşük Enerji üretimi ve NO sinyali rolü kalır
NR Aktivitesini Etkileyen Faktörler
Faktör Etki
Işık Aktiviteyi artırır (fotosentetik enerji akışı)
Nitrat (NO₃⁻) düzeyi Substrat sağlanır, aktivite yükselir
Karbonhidrat seviyesi NADH kaynağı sağlar
pH ve oksijen Uygun koşullarda maksimum aktivite
Molibden (Mo) ve demir (Fe) Kofaktör olarak zorunlu
Stres koşulları (tuz, kuraklık) Aktivite düşer
Brassinosteroid ve sitokinin NR gen ekspresyonunu artırır
NR ve Diğer Enzimlerle Etkileşimi
Enzim Görev NR ile İlişki
Glutamin Sentetaz (GS) NH₄⁺ → Glutamin sentezi NR’nin sağladığı amonyak substratını kullanır
Nitrit Redüktaz (NiR) NO₂⁻ → NH₄⁺ dönüşümü NR sonrası ikinci basamak
Sükzinat Dehidrogenaz (SDH) Enerji üretimi NADH sağlar
Glutatyon Redüktaz (GR) Redoks dengesi NO sinyaliyle birlikte çalışır
Avokadoda NR Aktivitesinin Önemi
Azot asimilasyonunun ilk basamağıdır.
Bitki büyümesi, klorofil sentezi, meyve kalitesi ve yağ sentezi için belirleyicidir.
Enerji metabolizması ve antioksidan savunmayla doğrudan bağlantılıdır.
Işık, Mo beslemesi ve optimum azot yönetimi , NR aktivitesini en verimli seviyede tutar.
