2-Protein Hidrolizatlarının Bitki Primer Metabolizmasına Etkisi

Protein hidrolizalarının bitkilerde azot metabolizmasını ve asimilasyonunu uyardığı birçok makelede bildirilmiştir . Azot asimilasyonu, bitki büyümesini ve gelişimini kontrol eden anahtar bir süreçtir. Bitkilerde inorganik azot organik formlara metabolize edilmeden önce amonyağa dönüşmektedir. Amonyak azotu, bitkilerde önemli azot taşıyıcıları olarak görev yapan glutamin, glutamat, asparajin ve aspartat amino asitlerine asimile edilmektedir. Protein hidrolizatı mısır bitkisine uygulandıktan sonra NAD bağımlı glutamat dehidrojenaz, nitrat redüktaz ve malat dehidrojenaz aktivitelerini arttırmaktadır. Ayrıca mısır bitkilerine uygulanan protein hidrolizatları glikoliz ve krebs döngüsü gibi farklı metabolik yolları da etkilemektedir.

Karbon metabolizmasında görev alan malat dehidrojenaz, izositrat dehidrojenaz, sitrat sentaz enzimleri ile  azot redüksiyon ve asimilasyonunda görev alan nitrat redüktaz, nitrit redüktaz, glutamin sentetaz, glutamat sentaz, aspartat aminotransferaz yer alan enzimlerin aktivitesinin protein hidrolizat uygulaması ile uyarılabilmektedir. Krebs döngüsünde yer alan enzimlerin ifadesinden sorumlu olan genlere ait mRNA transkriptleri de protein hidrolizatı uygulaması sonucu artmaktadır. Protein hidrolizatları, enzim aktivitelerini düzenlediği gibi enzimlerin gen ifadesini de regüle etmektedir. 

Yüksek konsantrasyonlarda serbest amino asitler içeren protein hidrolizat uygulamaları floemde amino asit yüklenmesine yol açtığından dolayı köklerde nitrat alınımını baskılayarak nitrat redüksiyon oranını da azaltmaktadır.  Bu inhibisyonun etkisi, nitrat konsantrasyonuna ve protein hidrolizatlarındaki amino asit tipine ve konsantrasyonuna bağlıdır. Örneğin eksojen olarak uygulanan glutamin, arpa köklerinde nitrat ve amonyum taşıyıcı transkript azaltmaktadır. Mikrobesin maddelerini içeren hayvansal menşeili protein hidrolizatı biber bitkisine yapraklarına uyguladıktan sonra köklerde nitrat alınımını ve azot asimilasyonun azaldığını gözlemlenmiştir. Tüm bu veriler, amino asitlerin köklerde azot alınmasınında sinyal ve düzenleyici olduğunu belirtmektedir

Protein hidrolizatları bitkiye yapraktan ve köklerden uygulanması, makro ve mikro besin elementlerinin alınmasını, su ve besinlerin daha iyi kullanılmasını sağlamaktadır. Protein hidrolizatlarının bu etkileri aşağıdaki nedenler ile bağdaştırılmıştır :

1. Topraktaki mikrobiyal ve enzimatik aktivitenin artması

2. Özellikle Fe, Zn, Mn ve Cu gibi mikroelementlerin çözünürlüğünü ve hareketliliğinin sağlanması

3. Bitkinin özellikle kök uzunluğu, yoğunluğu ve lateral kök sayısının artması 

4. Nitrat redüktaz, glutamin sentetaz ve demir (III) şelat redüktaz aktivitelerindeki artış