Pengertian enzim nitrat reduktase yaitu enzim yang mengkatalisis reduksi NAD(P)H dari nitrat menjadi nitrit. Enzim dengan kode NR; EC 1.6.6.1-3 ini sanggup dijumpai pada tanaman, alga, dan jamur. Fungsi enzim nitrat reduktase bagi tumbuhan yakni sebagai metabolisme nitrogen (Campbell, 1999). Struktur enzim nitrat reduktase termasuk jenis flavoprotein yang mempunyai ko-enzim berupa FAD (Flavin Adenin Dinukleotida) dan mempunyai sitokrom b–557 serta mempunyai MoCO (Molybdenum Cofactor) dalam prosedur kerjanya (Gambar 1) (Guerrero et al., 1981; Heldt, 2005). Enzim nitrat reduktase merupakan enzim indusibel yang diinduksi oleh subtratnya yakni nitrat (Munzarovaet al, 2006) dan juga sanggup dipengaruhi oleh faktor-faktor yang lain menyerupai kadar CO2, intensitas cahaya, pH, pupuk, salinitas dan kadar gkukosa.
 |
| Gambar 1. Mekanisme kerja reaksi enzim nitrat reduktase mentransfer elektron dari NADH ke nitrat (Heldt, 2005). |
Kadar enzim nitrat reduktase juga berkorelasi dengan kadar nitrat dalam organ tanaman. Hal ini dikarenakan enzim ini banyak tersebar di banyak sekali macam organ tumbuhan menyerupai daun, bunga, akar, batang, dan buah, namun penyebaran enzim nitrat reduktase antara organ satu dengan yang lainnya berbeda di setiap tanamannya. Kadar enzim nitrat reduktase paling banyak ditemukan di daun kemudian batang, akar, buah, dan yang terkecil ditemukan di biji (Santamariaet al., 1999). Akan tetapi penyebaran enzim nitrat reduktase dalam organ tumbuhan juga sanggup dipengaruhi oleh banyak faktor menyerupai ketersediaan substratnya, jenis tanaman, umur tanaman, dan kondisi hara (Marschner, 1995).
Gambar 2. Mekanisme asimilasi nitrat di akar dan daun (Heldt, 2005).
Enzim nitrat reduktase merupakan enzim yang pertama kali dipakai dalam jalur asimilasi nitrat, yakni mengubah nitrat menjadi nitrit dengan NADH /NADPH sebagai donor elektronnya (Baraba´set al., 2000). Pada umumnya asimiliasi nitrat terjadi di daun meskipun beberapa tumbuhan menyerupai kedelai melaksanakan asimilasi nitrat di akar. Disini peranan enzim nitrat reduktase dalam asimilasi nitrat sanggup dilihat pada Gambar 2. Ketika nitrat (NO3-) diserap oleh akar, maka NR akan mereduksi nitrat menjadi nitrit dan selanjutnya nitrit dipindahkan ke leukoplas untuk direduksi menjadi ammonia. Nitrat juga akan ditransportasikan ke daun melalui berkas pembuluh xylem. Disini nitrat juga direduksi menjadi nitrit oleh NR dan produknya akan direduksi menjadi ammonia di dalam kloroplas. Nitrat juga sanggup disimpan dalam vakuola. Karena reduksi nitrat terjadi di sitosol, maka sewaktu-waktu nitrat dalam vakuola sanggup dipindahkan ke sitosol untuk direduksi (Heldt, 2005).
Gambar 3. Regulasi enzim nitrat reduktase (Heldt, 2005).
Tingkatan regulasi molekular enzim nitrat reduktase dikontrol oleh gen penghasil nitrat reduktase (NR). Gen NR sanggup diinduksi oleh nitrat, cahaya, dan glukosa. Sementara inhibitor gen NR berupa ammonia dan glutamin. Setelah gen NR mensintesis enzim NR, maka enzim NR akan diaktivasi oleh serangkaian protein kinase melalui jalur nitrat reduktase kinase. Protein kinase tersebut akan difosforilasi biar enzim NR menjadi aktif. Selain itu, ion Ca2+ juga sanggup menstimulasi proses aktivasi enzim NR. Enzim NR juga mempunyai inhibitor menyerupai protein inhibitor, asam oksalat, triosa fosfat, dan jenis fosfat ester yang lain yang bisa menonaktivasi enzim NR (Gambar 3) (Campbell, 1999; Heldt, 2005). Selain gen NR yang terlibat dalam sintesis enzim NR dalam reduksi nitrat, ada gen yang lain yang bertindak sebagai transporter substrat enzim NR yakni gen NRT2 (NR Transporter). Gen NTR2 akan mensintesis protein transporter biar substrat berupa nitrat sanggup masuk ke dalam sel. Gen NTR2 ini sanggup dihambat oleh glutamin yang merupakan hasil perubahan dari ammonia. Ammonia juga sanggup menghambat transportasi nitrat ke dalam sitosol (Gambar 4) (Jackson et al., 2008).
 |
| Gambar 4. Mekanisme transportasi nitrat ke dalam sitosol yang dikendalikan oleh gen NRT2 (Jackson et al., 2008). |
Dalam siklus biogeokimia, tugas enzim nitrat reduktase sangat berperan dalam proses nitrifikasi atau pembentukan nitrit dari nitrat. Tahap selanjutnya produk dari NR yakni nitrit akan mengalami amonifikasi dengan pertolongan enzim nitrit reduktase (NiR). Dengan pertolongan enzim nitrogenase, ammonia akan diubah menjadi gas nitrogen bebas (Voet & Voet, 2009).
