En tant qu’enzyme utilisée par certains organismes pour fixer la présence d’azote dans l’atmosphère, la nitrogénase aide à maintenir l’équilibre des composés dans l’air que nous respirons, empêchant une surabondance d’azote (N2) et rendant la planète inhabitable pour les êtres humains. . Voici quelques informations sur le fonctionnement de la nitrogénase et sur ce qui peut arriver lorsque le processus est utilisé.
La nitrogénase est essentielle dans le processus de décomposition de ce qu’on appelle la triple liaison qui se produit avec les atomes d’azote. Essentiellement, chaque atome d’azote contient une série de trois orbitales qui font partie de la coquille de l’atome. Comme deux atomes d’azote se lient l’un à l’autre, les orbitales se lient également. Ainsi, séparer les deux atomes d’azote liés signifie également séparer les orbitales. La nitrogénase y parvient en obtenant des donneurs d’électrons de chacune des trois orbitales. Bien que chaque orbitale soit décomposée individuellement, le processus n’est pas terminé tant que les trois n’ont pas été séparées. Bien que le processus complet d’accomplissement de cette séparation ne soit pas compris, on sait que la nitrogénase utilise à la fois la protéine MoFe et l’ATP afin de générer l’énergie pour effectuer la séparation.
Au fur et à mesure que les atomes sont décomposés, la nitrogénase agit comme catalyseur pour amener chaque atome à se lier à trois atomes d’hydrogène, formant de l’ammoniac. L’ammoniac est à son tour lié au glutamate pour former la glutamine. En règle générale, on suppose que trois cycles sont nécessaires pour entraîner la formation d’azote gazeux atmosphérique, bien que certains experts diffèrent sur le nombre exact de cycles requis.
L’étude du fonctionnement de la nitrogénase est un processus en cours, en raison de la difficulté d’obtenir des cristaux d’azote liés à la nitrogénase. On sait que la nitrogénase a la capacité de lier l’acétylène et le monoxyde de carbone, et que le diazote est un exemple de substrat compétitif pour la liaison de l’acétylène. Le diazote, communément appelé gaz hilarant ou protoxyde d’azote, inhibe la liaison de l’acétylène aux atomes d’azote et empêche ainsi l’interférence de la liaison entre les atomes d’azote et l’hydrogène.
La plupart des formes de nitrogénase sont inhibées par la présence de dioxygène, bien qu’il y ait toujours de nouvelles découvertes qui remettent cela en question. Au moins une forme de nitrogénase, appelée streptomyces thermautotrophicus, n’est soumise aux effets d’aucun type d’oxygène. Bien qu’il reste encore beaucoup à découvrir sur le fonctionnement de la nitrogénase pour créer l’atmosphère dont dépend une grande partie de la vie, il ne fait aucun doute que sans la présence d’enzymes comme la nitrogénase dans notre atmosphère, la vie telle que nous la connaissons cesserait d’exister. .