L'une des questions que tous les systèmes biologiques font face est de savoir comment obtenir de l'azote. Bien qu'il soit facilement disponible dans l'atmosphère, de l'azote gazeux ne peut pas être utilisée par les plantes ou les animaux. Tous les organismes ont besoin pour survivre, car il est un élément essentiel des acides aminés utilisés pour fabriquer des protéines. La solution réside avec certaines bactéries et champignons appelés fixateurs d'azote. Ces organismes vivent en symbiose avec les plantes, en leur fournissant de l'azote biologiquement disponible.
nitrogénase Fonction
Nitrogénase est une enzyme qui est utilisée pour «fixer» l'azote gazeux. Il tire l'azote de l'atmosphère et la convertit en une forme qui peut être utilisée par d'autres formes de vie. Elle est la seule enzyme qui peut effectuer cette réaction chimique.
Nitrogénase et Dioxyde
L'une des caractéristiques inhabituelles de la nitrogénase est qu'il est inhibée par une forme d'oxygène appelé dioxygène. Ce gaz, qui se compose de deux atomes d'oxygène liés ensemble, est présent dans l'atmosphère et comprend l'oxygène que nous respirons. Dioxygène est capable d'inhiber la nitrogénase car il réagit avec une molécule de fer critique. Lorsque dioxygène rencontre cet atome de fer, il oxyde, ce qui désactive l'enzyme nitrogénase.
Nitrogénase et anaérobies Environnements
Afin d'éviter ce règlement inhibiteur de dioxygène, de nombreux organismes fixateurs d'azote vivent dans des conditions anaérobies. Cela signifie qu'ils vivent dans des environnements dans lesquels il n'y a pas de dioxygène. Alors que les organismes anaérobies sont incapables d'utiliser les sucres aussi efficacement que les organismes qui peuvent utiliser de l'oxygène gazeux (organismes «aérobie»), ils sont capables d'utiliser des enzymes telles que la nitrogénase qui ne sont pas activés par le dioxygène.
protection nitrogénase
Pour les organismes qui nécessitent une exposition limitée à l'oxygène, leurs enzymes nitrogénase ont deux façons de se protéger. Une technique est appelée protection conformationnelle. Avec ce type de protection, l'enzyme change réellement sa forme afin que le dioxygène ne peut pas accéder à l'atome de fer et de l'oxyder. Dans cet état protégé, l'enzyme nitrogénase est incapable de traiter de l'azote gazeux. L'autre méthode est appelée protection respiratoire. Elle implique l'utilisation d'autres molécules, appelées fixateurs, se lier à et de désactiver le dioxygène avant qu'il puisse atteindre l'atome de fer.
Nitrogénase et autres formes d'oxygène
Malgré les effets sur la nitrogénase de dioxygène, l'enzyme ne soit pas affectée par d'autres formes d'oxygène. Des composés comme l'eau et le dioxyde de carbone, qui contiennent tous deux des atomes d'oxygène, ne pas désactiver nitrogénase. D'autres formes de l'oxygène pur, tels que l'ozone, aussi n'interagissent avec nitrogénase.