Cykl azotu – nazywamy przemieszczanie się azotu przez łańcuch pokarmowy żywych organizmów. Ten cykl obejmuje bakterie, rośliny i zwierzęta. Organizmy mogą wbudowywać amoniak (NH₃) do organicznych związków azotowych. Niewiele mikroorganizmów potrafi syntetyzować amoniak z azotu atmosferycznego(N₂), który jest zupełnie nieaktywny chemicznie. Pierwszym etapem w cyklu jest redukcja gazowego N₂ do amoniaku w procesie wiązania azotu. Amoniak powstaje również przez redukcję jonu azotanowego (NO₃^-) obecnego w glebie. Redukcja azotanów jest prowadzona przez większość roślin i mikroorganizmów. Amoniak powstały w tych dwóch procesach może być następnie włączany przez wszystkie organizmy. W biosferze występuje równowaga między nieorganicznymi i organicznymi formami azotu. Przemiana azotu organicznego w nieorganiczny zachodzi w drodze przemian katabolicznych, nitryfikacji i rozkładu.

Wiązanie azotu atmosferycznego – proces przemiany azotu atmosferycznego w amoniak jest przeprowadzany tylko przez niewiele mikroorganizmów. Są nim niektóre wolno żyjące bakterie glebowe, cyjanobakterie i bakterie symbiotyczne zasiedlające brodawki korzeniowe roślin motylkowatych. Proces ten jest przeprowadzany przez kompleks nitrogenezy, składający się z reduktazy i nitrogenezy zawierającej koenzym żelazo-molibdenowy.

Asymilacja azotu – amoniak jest asymilowany przez wszystkie organizmy do organicznych związków zawierających azot (aminokwasy i nukleotydy i inne) przez działanie dehydrogenazy glutaminianowej (powstanie glutaminianu) oraz syntetazy glutaminianowej (utworzenie glutaminy) . (Dehydrogenaza glutaminowa – katalizuje redukcyjną aminację α-ketoglutaranu, pośredniego metabolitu cyklu kwasu cytrynowego. Dehydrogenaza ta działa zarówno z NAD jak i z NADP. Enzym ten bierze udział w ketabolizmie aminokwasów. Syntetaza glutaminowa – katalizuje włączanie amoniaku do glutaminy, zużywając energię z hydrolizy ATP. Enzym ten jest nazywany syntetazą.

Nitryfikacja - Pojawiający się w środowisku amoniak - czy to w wyniku procesów geologiczno-atmosferycznych, czy też w wyniku procesów gnilnych i dostarczany przez azobakterie jest przekształcany w jony azotanowe przez bakterie nitryfikacyjne. Proces ten polega w wielkim uproszczeniu na utlenianiu amoniaku do jonów azotynowych i dalej do azotanów. 1)NH₃ + O₂ → NO₂^- + 3H⁺ + 2e 2) NO₂^- + H₂O → NO₃^- + 2H⁺ + 2e

Denitryfikacja jest procesem przekształcania nadmiaru azotanów pochodzących z procesu nitryfikacji do gazowego azotu. Jest ona realizowana przez liczne mikroorganizmy, żyjące głównie w wodzie. Sumarycznie proces ten można opisać w następujący sposób: 2NO₃^- + 10e^- + 12H⁺ → N₂ + 6H₂O

Mineralizacja - Proces spalania związków organicznych, polegający na intensywnym ich utlenieniu, przekształca substancje organiczne w związki nieorganiczne – H2O, CO2 i NH3. Proces mineralizacji przyspiesza się przez stosowanie: a) substancji podwyższających temperaturę wrzenia, jak: K2SO4, H3PO4.b) substancji katalizujących utlenianie, jak: soli rtęci, miedzi, selenu. c) czynników utleniających, jak: HClO4, H2O2.

Formy wydalania azotu u zwierząt – organizmy amonoteliczne wydalają amoniak bezpośrednio, np. ryby, urykoteliczne wydalają kwas moczowy (produkt końcowy rozkładu zasad purynowych), natomiast ureoteliczne wydalają mocznik. Mocznik jest produktem szeregu przemian zwanych cyklem mocznikowym. Ostatecznie azot uwalniany przez mikroorganizmy uwalniany jest do gleby jako amoniak, lub do wody oraz jako azot gazowy do atmosfery przez denitryfikację. W ten sposób cykl azotowy ulega zamknięciu. Formy azotu: całkowity, białkowy i niebiałkowy. Na ogół procedura oznaczania obejmuje mineralizację próby, podczas której azot przeprowadzany jest z połączeń –NH2 i =NH w jony amonowe –NH4+, a te następnie oznaczane przez odmiareczkowanie lub kolorymetrycznie po utworzeniu barwnych połączeń z odczynnikiem Nesslera.

Przemiany ogólne aminokwasów - biosyntezę aminokwasów należących do 5 rodzin: α-ketoglutaranu, szczawiooctanu, 3-fosfoglicerynianu, pirogronianu oraz fosfoenolopirogronianu z rytrozo4-fosforanem. Rozkład aminokwasów – przemiany obejmujące deaminację, włączanie szkieletu węglowego w cykl kwasy cytrynowego. Deaminacja (dezaminacja) - reakcja chemiczna polegająca na eliminacji z cząsteczki związku chemicznego grupy aminowej (-NH2), najczęściej z wydzieleniem amoniaku. Bardzo częstą formą deaminacji jest przekształcenie grupy aminowej do ketonowej w cyklicznych związkach organicznych. Przykładem może być deaminacja cytozyny, w wyniku której powstaje uracyl. W środowisku naturalnym, deaminacja aminokwasów jest pierwszym procesem ich degradacji umożliwiającym późniejsze wykorzystanie tych związków chemicznych jako substratu oddechowego. W tym sensie jest to reakcja przeciwna do transaminacji. Deaminacja zachodząca w środowisku naturalnym nie wymaga obecności tlenu. Warunkiem jest odpowiednia ilość azotanów oraz organizmów denitryfikacyjnych. Transaminacja – grupa α-aminowa aminokwasów jest usuwana w procesie transaminacji. Akceptorem tej grupy jest α-ketokwas, najczęściej α-ketoglutaran, co prowadzi do wytworzenia glutaminianu i odpowiedniego α-ketokwasu. Koenzymem wszystkich aminotransferaz jest fosforan pirydoksalu, pochodna Wit B6, przekształcany podczas transaminacji w fosforan pirydoksaminy. Dekarboksyjacja - (inaczej dekarboksylowanie) to reakcja chemiczna, w której dochodzi do usunięcia grupy karboksylowej z kwasów karboksylowych. W wyniku tej reakcji następuje zazwyczaj wydzielenie dwutlenku węgla. W organizmie jest wywoływana najczęściej poprzez działanie enzymów. Dekarboksylacja ketokwasów ma szczególne znaczenie w środowisku naturalnym, gdzie stanowi jeden z etapów degradacji aminkowasów w procesach fermentacyjnych i rozkładu tlenowego. Dekarboksylacja fermentacyjna- Przykładem dekarboksylacji jest jeden z ubocznych etapów fermentacji alkoholowej. W procesie tym następuje wydzielenie dwutlenku węgla CO2, któremu towarzyszy utlenianie. Produktem tej reakcji jest aldehyd octowy. Dekarboksylacja tlenowa - Przykładem tlenowej dekarboksylacji jest biosynteza acetylo-CoA. Obok pirofosforanu tiaminy w tej reakcji bierze udział kwas liponowy, który umożliwia jednoczesne odczepienie atomów wodoru. W wyniku tego procesu powstaje utleniony produkt dekarboksylacji, czynny octan (koenzym A). Reakcja przebiega według wzoru: kwas pirogronianowy + CoA-SH + NAD → czynny octan + CO2 + NADH+H(+) Oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianiu - Oksydacyjna dekarboksylacja pirogronianu jest katalizowana przez kompleks wieloenzymatyczny, zwany dehydrogenazą pirogronianową, zlokalizowaną w macierzy mitochondrialnej. W przebiegu tego procesu pirogronian ulega dekarboksylacji (odłącza CO2), a pozostający fragment dwuwęglowy utlenia się do acetylo-S-CoA. Nieodwracalność procesu sprawia, iż pirogronian nie może odtwarzać się z acetylo-S-CoA, dlatego acetylo-S-CoA nie może być substratem w procesie glukoneogenezy.

Metoda Pope-Stevensa – polega na tworzeniu rozpuszczalnych połączeń miedziowych aminokwasów. Ilość miedzi przeprowadzonej do roztworu oznacza się jodometrycznie. Nie można tą metodą oznaczać cystyny, metioniny, tryptofanu, leucyny i fenyloalaniny, ponieważ w warunkach reakcji wymienione aminokwasy tworzą trudno rozp sole. Do oznaczenia używa się hydrolizatu białkowego zawierającego 1-3 mg azotu aminowego.

Mocznik w surowicy krwi – w organizmie człowieka i większości lądowych kręgowców nadmiar NH₄⁺ jest przekształcany w mocznik i w tej postaci wydalany przez nerki z moczem. Zwiększone stężenie mocznika we krwi obserwuje się np. przy niewydolności nerek, a zmniejszoną jego zawartość w ciężkich schorzeniach wątroby. W celu ilościowego oznaczenia mocznika surowicę inkubuje się z ureazą, która uwalnia z mocznika amoniak. Po strąceniu białek uwolniony amoniak oznacza się odczynnikiem Nesslera.