Kas ir Nitrogenāze?

Nitrogenāze ir būtiska tā sauktās trīskāršās saites sadalīšanas procesā, kas rodas ar slāpekļa atomiem. Būtībā katrs slāpekļa atoms satur trīs orbitāļu sēriju, kas ir daļa no atoma apvalka. Tā kā divi slāpekļa atomi ir saistīti viens ar otru, arī orbitāles savienojas. Tādējādi divu saistīto slāpekļa atomu sadalīšana nozīmē arī orbitāļu atdalīšanu. Nitrogenāze to panāk, iegūstot elektronu donorus no katras no trim orbitālēm. Lai gan katra orbitāle tiek sadalīta atsevišķi, process nav pabeigts, kamēr visas trīs nav atdalītas. Lai gan pilnīgs šīs atdalīšanas process nav saprotams, ir zināms, ka slāpekļa gāze izmanto gan MoFe proteīnu, gan ATP, lai radītu enerģiju atdalīšanas veikšanai.

Kad atomi tiek sadalīti, slāpekļa gāze darbojas kā katalizators, kas liek katram atomam savienoties ar trim ūdeņraža atomiem, veidojot amonjaku. Savukārt amonjaks ir saistīts ar glutamātu, veidojot glutamīnu. Parasti tiek pieņemts, ka ir nepieciešami trīs cikli, lai radītu atmosfēras slāpekļa gāzi, lai gan daži eksperti atšķiras par precīzu nepieciešamo ciklu skaitu.

Slāpekļa darbības izpēte ir nepārtraukts process, jo ir grūti iegūt slāpekļa kristālus, kas saistīti ar slāpekli. Ir zināms, ka nitrogenāze spēj saistīt acetilēnu un oglekļa monoksīdu, un slāpeklis ir substrāta piemērs, kas ir konkurētspējīgs acetilēna saistīšanā. Slāpeklis, ko parasti dēvē par smieklu gāzi vai slāpekļa oksīdu, kavē acetilēna saistīšanos ar slāpekļa atomiem un tādējādi novērš traucējumus saitē starp slāpekļa atomiem un ūdeņradi.

Lielāko daļu slāpekļa formu inhibē dioksīds, lai gan vienmēr ir jauni atklājumi, kas to apšauba. Vismaz viena slāpekļa forma, ko dēvē par streptomyces thermautotrophicus, nav pakļauta neviena veida skābekļa iedarbībai. Lai gan joprojām ir daudz ko atklāt par to, kā slāpeklis darbojas, lai radītu atmosfēru, no kuras ir atkarīga liela daļa dzīves, nav šaubu, ka bez tādu enzīmu kā nitrogenāzes klātbūtnes mūsu atmosfērā dzīvība, kā mēs to zinām, beigtu pastāvēt..