А. Симбиотическая фиксация азота

Биосинтез аминокислот

В атмосфере элементарный азот (Ν₂) присутствует практически в неограниченном количестве. Прежде чем поступить в круговорот азота, он должен быть восстановлен до NH₃ и включен («фиксирован») в аминокислоты.

А. Симбиотическая фиксация азота

Фиксировать атмосферный азот способны лишь немногие виды бактерий и синезеленых водорослей. Они находятся в почве свободно или живут в симбиозе с растениями. Особо важное хозяйственное значение имеет симбиоз между бактериями рода Rhizobium и бобовыми растениями (Fabales), такими, как клевер, бобы или горох. Эти растения очень питательны благодаря высокому содержанию белка.

В симбиозе с бобовыми бактерии живут в корневых клубочках внутри растительных клеток, в так называемых бактероидах. С одной стороны, растение снабжает бактериоды питательными веществами, а с другой, извлекает пользу от фиксированного азота, который поставляет симбионт. Фиксирующим N₂ ферментом бактерий является нитрогеназа. Она состоит из двух компонентов: Fe-белка и FeMo-белка. Fe-белок, содержащий [FeS₄]-центр служит окислительно-восстановительной системой, которая принимает электроны от ферредоксина и передает их во второй компонент, FeMo-белок. Этот молибденсодержащий белок переносит электроны на N₂ и таким образом через различные промежуточные стадии продуцирует NH₃. Часть восстановительных эквивалентов переносится в побочной реакции на H⁺. Поэтому наряду с NH₃ всегда образуется водород.