2007 koulut Wikipedia valinta. Yleinen biologia; Yleinen kemia
Typensidonta on prosessi, jossa typpi otetaan suhteellisen inertistä molekyylimuodostaan (N2) ilmakehässä ja muutetaan typpiyhdisteiksi, jotka ovat hyödyllisiä muissa kemiallisissa prosesseissa (kuten ammoniakki, nitraatti ja typpidioksidi) .
Typensidonnan suorittavat luonnollisesti useat eri prokaryootit, kuten bakteerit ja aktinobakteerit tietyntyyppiset anaerobiset bakteerit. Typpeä korjaavia mikro-organismeja kutsutaan diatsotrofeiksi. Jotkin korkeammat kasvit ja jotkin eläimet ( termiitit) ovat muodostaneet assosiaatioita diatsotrofien kanssa.
biologisen typensidonnan löysi Hollantilainen mikrobiologi Martinus Beijerinck.
biologinen Typensitoutuminen
biologinen Typensitoutuminen (BNF) tapahtuu, kun ilmakehän typpi muutetaan ammoniakiksi nitrogenaasi-nimisen bakteerientsyymiparin avulla . BNF: n kaava on:
N2 + 8H+ + 8e – + 16 ATP → 2nh3 + H2 + 16adp+16 pi
vaikka ammoniakki (NH3) on tämän reaktion suora tuote, se ionisoituu nopeasti ammoniumiksi (NH4+). Vapaa-elävissä diatsotrofeissa nitrogenaasin tuottama ammonium assimiloituu glutamaatiksi glutamiinisyntetaasi/glutamaattisyntaasi-reitin kautta.
useimmilla bakteereilla nitrogenaasientsyymit tuhoutuvat hyvin herkästi hapen vaikutuksesta (ja monet bakteerit lopettavat entsyymin tuotannon hapen läsnä ollessa) . Alhainen happijännitys saavutetaan eri bakteerien avulla: elää anaerobisissa olosuhteissa, hengähtää vetämään happea alas tai sitoo happea proteiiniin (esim .leghahemoglobiiniin). Valtaosalla palkokasveista on tämä yhteys, mutta muutamissa suvuissa (esim.Styphnolobium) ei.
ei-palkokasveihin perustuvat typensidontakasvit
monien muiden sukujen kasveilla on samanlaisia yhdistyksiä, mm.: * Lobaria-jäkälä ja eräät muut jäkälät
- Sääskisaniainen (Atsolla-laji)
- Kykladit
- Gunnera
- Leppä (Alnus-laji)
- Ceanothus (Ceanothus-laji)
- Vahamyrtti (Myrica laji)
- vuorimahonki (cercocarpus-laji)
- karvamahonki (Purshia tridentata)
- Puhvelinmarja (Shepherdia argentea)
- rautapuu (Casuarina-laji), kuha (allocasuarina-laji) ja muut casuarinaceae-heimon suvut
kemiallinen typensidonta
typpi voi olla myös keinotekoisesti vahvistettu käytettäväksi lannoitteissa, räjähteissä tai muissa tuotteissa. Suosituin menetelmä on Haberin prosessi. Tämä keinolannoitteiden tuotanto on saavuttanut niin suuren mittakaavan, että se on nyt maapallon ekosysteemin suurin kiinteän typen lähde.
Haber-prosessi vaatii suuria paineita ja erittäin korkeita lämpötiloja, ja aktiivinen tutkimus on sitoutunut kehittämään katalyyttijärjestelmiä, jotka muuttavat typen ammoniakiksi ympäristön lämpötilassa. Ensimmäinen dityppikompleksin löydettiin vuonna 1965 perustuu ammoniakkia koordinoitu rutenium (2+) tämä löytö seurasi ensimmäinen esimerkki homolyyttinen pilkkominen typen molybdeeni monimutkainen kaksi vastaavuutta kolminkertainen sidottu mon monimutkainen (1995). Ensimmäinen katalyyttinen järjestelmä, joka muuntaa typen ammoniakiksi huoneenlämpötilassa ja 1-ilmakehässä, löydettiin vuonna 2003 ja se perustuu toiseen molybdeenikatalyyttiin, joka on protonilähde ja vahva pelkistin .
