L'enzima nitratosi è una proteina complessa composta da più subunità. Richiede una quantità significativa di energia per rompere il triplo legame tra i due atomi di azoto in N2. L’energia per questo processo proviene dall’adenosina trifosfato (ATP), che è una valuta energetica universale nelle cellule.
La reazione complessiva per la fissazione dell'azoto può essere rappresentata come segue:
N2 + 8 H+ + 8 e- + 16 ATP → 2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 Pi
In questa reazione sono necessari otto elettroni (8 e-) e otto ioni idrogeno (8 H+) per la riduzione di una molecola di N2. Le molecole di ATP forniscono l'energia necessaria per questa reazione e durante il processo vengono convertite in adenosina difosfato (ADP) e fosfato inorganico (Pi).
La fissazione dell’azoto è un processo vitale per il ciclo dell’azoto nell’ambiente. Converte il gas inerte di azoto atmosferico in una forma che può essere utilizzata da piante e altri organismi. Le piante assorbono ioni ammonio (NH4+) o nitrato (NO3-) dal suolo, che vengono poi utilizzati per sintetizzare proteine, acidi nucleici e altri composti contenenti azoto.
Alcuni diazotrofi sono batteri a vita libera, come Azotobacter e Clostridium. Possono fissare l'azoto nel terreno, rendendolo disponibile alle piante. Altri diazotrofi sono batteri simbiotici che vivono in stretta associazione con le piante, come Rhizobium e Bradyrhizobium. Questi batteri risiedono in noduli sulle radici delle leguminose, come soia, piselli e fagioli, e forniscono loro azoto fisso.
Il processo di fissazione dell’azoto è essenziale per sostenere la produttività agricola e sostenere la crescita delle piante. Garantisce che le piante abbiano accesso all’azoto di cui hanno bisogno per produrre cibo e altri prodotti vegetali, contribuendo alla salute generale e alla sostenibilità degli ecosistemi.
