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Lexikon der Biologie: Leghämoglobin

Leghämoglobin s [von Legumen, Hämoglobin], Leghemoglobin, Legoglobin, ein mit dem roten Blutfarbstoff Hämoglobin strukturell verwandtes, jedoch pflanzliches eisenhaltiges Chromoprotein, das im Cytoplasma der Wirtspflanze lokalisiert ist und die rote Farbe in gesunden stickstoffixierenden Wurzelknöllchen von Leguminosen (Hülsenfrüchtler) bedingt (Knöllchenbakterien). Die Funktion des Leghämoglobins besteht im kontrollierten Sauerstofftransport (O2) zur Bakteroiden-Oberfläche der Wurzelknöllchen und als Sauerstoff-Puffer, wobei für die Stickstoffixierung einerseits genügend O2 zum Energiegewinn durch Atmung bereitgestellt wird und andererseits ein Schutz der O2-empfindlichen Nitrogenasen vor zu hohem Gehalt an freiem O2 gewährleistet wird. Leghämoglobin ist ein Symbioseprodukt. Der Proteinanteil wird von den Wirtszellen codiert und synthetisiert, der Häm-Anteil dagegen von den Bakteroiden. Normalerweise synthetisieren diese auch das Schlüsselmolekül der Häm-Synthese, die 5-Aminolävulinsäure (ALA), selbst (5-Aminolävulinsäure-Synthase, 5-Aminolävulinsäure-Synthese). ALA-Synthese-defekte Bakteroide können jedoch ALA auch von den Wirtszellen aufnehmen und daraus den Häm-Anteil des Leghämoglobins synthetisieren. Möglicherweise stellt der Wirt auch nicht-defekten Bakteroiden einen Großteil der ALA zur Verfügung und stimmt so die Synthese des Häm-Anteils mit der des Protein-Anteils ab.

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