2007 Sélection des écoles Wikipedia. Sujets connexes: Biologie générale; Chimie générale
La fixation de l’azote est le processus par lequel l’azote est extrait de sa forme moléculaire relativement inerte (N2) dans l’atmosphère et converti en composés azotés utiles pour d’autres processus chimiques (tels que, notamment, l’ammoniac, le nitrate et le dioxyde d’azote).
La fixation de l’azote est effectuée naturellement par un certain nombre de procaryotes différents, y compris les bactéries, et les actinobactéries certains types de bactéries anaérobies. Les microorganismes qui fixent l’azote sont appelés diazotrophes. Certaines plantes supérieures et certains animaux (termites) ont formé des associations avec les diazotrophes.
La fixation biologique de l’azote a été découverte par le microbiologiste néerlandais Martinus Beijerinck.
Fixation biologique de l’azote
La fixation biologique de l’azote (BNF) se produit lorsque l’azote atmosphérique est converti en ammoniac par une paire d’enzymes bactériennes appelées nitrogénase. La formule pour BNF est:
N2 + 8H + + 8e- + 16 ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi
Bien que l’ammoniac (NH3) soit le produit direct de cette réaction, il est rapidement ionisé en ammonium (NH4+). Chez les diazotrophes libres, l’ammonium généré par la nitrogénase est assimilé en glutamate par la voie glutamine synthétase / glutamate synthase.
Chez la plupart des bactéries, les enzymes nitrogénases sont très sensibles à la destruction par l’oxygène (et de nombreuses bactéries cessent la production de l’enzyme en présence d’oxygène). Une faible tension en oxygène est obtenue par différentes bactéries par: vivre dans des conditions anaérobies, respirer pour réduire les niveaux d’oxygène ou lier l’oxygène à une protéine (par exemple, la leghémoglobine). La grande majorité des légumineuses ont cette association, mais quelques genres (par exemple, Styphnolobium) ne l’ont pas.
Plantes fixatrices d’azote non légumineuses
Les plantes de nombreuses autres familles ont des associations similaires, notamment: * Lichen de Lobaria et quelques autres lichens
- Fougère moustique (espèce Azolla)
- Cycades
- Gunnera
- Aulne (espèce Alnus)
- Ceanothus (espèce Ceanothus)
- Myrte de cire (espèce Myrica)
- Acajou de montagne (espèce Cercocarpus)
- Brosse amère (Purshia tridentata)
- Baie de buffle (Shepherdia argentea)
- Bois de fer (espèce Casuarina), Sheoak (espèce Allocasuarina) et autres genres des Casuarinaceae
Fixation chimique de l’azote
L’azote peut également être fixé artificiellement pour une utilisation dans les engrais, les explosifs ou dans d’autres produits. La méthode la plus populaire est le processus Haber. Cette production d’engrais artificiels a atteint une telle ampleur qu’elle est maintenant la plus grande source d’azote fixe de l’écosystème terrestre.
Le procédé Haber nécessite des pressions élevées et des températures très élevées et des recherches actives sont engagées dans le développement de systèmes catalytiques qui convertissent l’azote en ammoniac à des températures ambiantes. Le premier complexe dinitrogène a été découvert en 1965 à base d’ammoniac coordonné au ruthénium (2+) Cette découverte a été suivie du premier exemple de clivage homolytique de l’azote par un complexe de molybdène à deux équivalents d’un complexe Mon à triple liaison (1995). Le premier système catalytique convertissant l’azote en ammoniac à température ambiante et atmosphère 1 a été découvert en 2003 et est basé sur un autre catalyseur au molybdène, une source de protons et un agent réducteur puissant.
