Azoto fiksacija

Azoto fiksacija – procesas, kurio metu iš atmosferos paimtas molekulinis azotas paverčiamas azoto junginiais (amoniaku, nitratais, azoto dioksidu.

Gamtoje šį procesą atlieka kai kurie prokariotai, įskaitant bakterijas. Azotą fiksuojantys mikroorganizmai vadinami diazotrofais. Kai kurie augalai (pvz., didžioji dalis Pupinių šeimos) ir gyvūnai (termitai) suformuoja ryšius su šiais mikroorganizmais. Augalų šaknyse gyvenančių gumbelinių bakterijų pagaminti amonio jonai panaudojami organinių junginių sintezei. Biologinė azoto fiksacija buvo atrasta olandų mikrobiologo Martinus Beijerinck.

Azoto fiksacija vyksta ir nebiologiniuose procesuose, tokiuose kaip žaibas, pramonėje - Haber-Bosch procese; degime.

Biologinė azoto fiksacija

Biologinėje azoto fiksacijoje dalyvauja atmosferos azotas, taip pat bakterijų fermentas nitrogenazė. Reakcijos formulė yra tokia:

N₂ + 8H⁺ + 8e⁻ + 16 ATP → 2NH₃ + H₂ + 16ADP + 16 P_i

Reakcijoje susidaręs amoniakas netrukus jonizuojamas iki amonio jono (NH₄⁺). Atskirai nuo augalų gyvenančiuose diazotrofuose amoniakas paverčiamas gliutamatu.

Daugumoje bakterijų nitrogenazės fermentai gali būti lengvai sunaikinti deguonies (daug bakterijų nustoja fiksuoti azotą, esant deguoniui). Prisitaikymas įvairus: bakterijos gyvena anaerobinėmis sąlygomis, kvėpuodamos sumažina deguonies kiekį, arba prijungia deguonį tam tikrais baltymais (pvz., leghemoglobinu).

Kiti azotą fiksuojantys augalai

Nors dauguma azotą fiksuojančių (simbiozėje su diazotrofais) augalų priklauso pupinių šeimai, yra ir dar 22 krūmų ar medžių gentys iš kitų 8 šeimų, kuriose vykdoma azoto fiksacija.

Azoto fiksacija taip pat atliekama kai kuriuose simbiotiniuose ryšiuose su melsvabakterėmis (pvz., Nostoc genties).

Cheminė azoto fiksacija

Azoto fiksacija gali būti atliekama trąšų, sprogmenų ir kitų produktų gamyboje. Populiariausias naudojamas būdas - Haberio procesas (Haber-Bosch).

Nuorodos

Azoto fiksacija (angl.)