2007 iskolák Wikipedia kiválasztása. Kapcsolódó témák: általános biológia; Általános Kémia
a Nitrogénkötés az a folyamat, amelynek során a nitrogént a légkörben lévő viszonylag inert molekuláris formájából (N2) veszik, és más kémiai folyamatokhoz (például ammóniához, nitráthoz és nitrogén-dioxidhoz) hasznos nitrogénvegyületekké alakítják .
a Nitrogénkötést természetesen számos különböző prokarióta végzi, beleértve a baktériumokat és az aktinobaktériumokat bizonyos típusú anaerob baktériumok. A nitrogént rögzítő mikroorganizmusokat diazotrófoknak nevezzük. Néhány magasabb rendű növény és néhány állat (termeszek) társulást alakítottak ki a diazotrófokkal.
a biológiai nitrogénkötést Martinus Beijerinck Holland mikrobiológus fedezte fel.
biológiai nitrogén rögzítés
biológiai nitrogén rögzítés (BNF) akkor fordul elő, amikor a légköri nitrogént ammóniává alakítja egy pár bakteriális enzim, az úgynevezett nitrogenáz . A BNF képlete:
N2 + 8h + + 8E – + 16 ATP 6NH3 + H2 + 16adp + 16 Pi
bár az ammónia (NH3) a reakció közvetlen terméke, gyorsan ionizálódik ammóniummá (NH4+). A szabadon élő diazotrófokban a nitrogenáz által generált ammónium a glutamát-szintetáz/glutamát-szintáz útvonalon keresztül asszimilálódik glutamáttá.
a legtöbb baktériumban a nitrogénáz enzimek nagyon érzékenyek az oxigén általi pusztulásra (és sok baktérium leállítja az enzim termelését oxigén jelenlétében) . Az alacsony oxigénfeszültséget különböző baktériumok érik el: anaerob körülmények között él, lélegzik az oxigénszint lehívására vagy az oxigén megkötésére egy fehérjével (pl. A hüvelyesek nagy többsége rendelkezik ezzel az asszociációval, de néhány nemzetség (például a Styphnolobium) nem.
nem hüvelyes nitrogénmegkötő növények
sok más családból származó növények hasonló társulásokkal rendelkeznek, beleértve: * Lobaria zuzmó és néhány más zuzmó
- Szúnyogpáfrány (Azolla Fajok)
- cikászok
- Gunnera
- éger (Alnus Fajok)
- Ceanothus (Ceanothus Fajok)
- viasz mirtusz (Myrica Fajok)
- hegyi mahagóni (cercocarpus fajok)
- bitterbrush (Purshia tridentata)
- Bivaly bogyó (Shepherdia argentea)
- vasfa (Casuarina fajok), sheoak (allocasuarina fajok), és más nemzetségek a casuarinaceae
kémiai nitrogén rögzítés
nitrogén is lehet mesterségesen rögzítve műtrágyában, robbanóanyagokban vagy más termékekben való felhasználásra. A legnépszerűbb módszer a Haber folyamat. Ez a műtrágyagyártás olyan méreteket ért el, hogy ma a föld ökoszisztémájában a legnagyobb rögzített nitrogénforrás.
A Haber-folyamat nagy nyomást és nagyon magas hőmérsékletet igényel, és az aktív kutatások elkötelezettek olyan katalizátorrendszerek kifejlesztése mellett, amelyek a nitrogént környezeti hőmérsékleten ammóniává alakítják. Az első dinitrogén komplexet 1965-ben fedezték fel a ruténiummal koordinált ammónia alapján (2+) Ezt a felfedezést követte az első példa a nitrogén homolitikus hasítására egy molibdén komplex segítségével egy hármas kötésű MoN komplex két ekvivalensére (1995). Az első katalitikus rendszert, amely a nitrogént szobahőmérsékleten és 1 atmoszférában ammóniává alakítja, 2003-ban fedezték fel, és egy másik molibdén katalizátoron, protonforráson és erős redukálószeren alapul .
