釩固氮酶

釩固氮酶，是一種在固氮細菌身上發現的酵素，它是第二種固氮方法，當主要的金屬鉬固氮酵素無法運作時。 在自然的氮循環中，釩固氮酶是非常重要的構成要素，它將空氣中的氮氣轉換成氨，使原本無法被植物利用的氮氣變成有用的。最近美國的學者發現，當一氧化物存在時就會減少釩固氮酶，並產生乙烯、乙烷、丙烷。

基本介紹

• 中文名：釩固氮酶
• 外文名：Vanadium nitrogenase

生物上的功能

釩固氮酶在一些菌屬中被發現，例如：Azotobacter和R. palustris及A. variabilis等品種的細菌.釩固氮酶的最重要功能是和常見的鉬固氮酵素相配合，且作為替代的固氮方法，當鉬的固氮酵素無法作用時。

釩固氮酶有 α₂β₂Ύ₂的單位蛋白結構，而鉬的固氮酵素則是α₂β₂的結構。 雖然在結構的基因經過轉譯後，只有15%與鉬的固氮酵素相同，但兩者卻有著相同的氧化還原中心。在室溫下，釩固氮酶較鉬的固氮酵素不活潑， 這是因為它轉換更多的H成 H₂.然而，在低溫下，釩固氮酶被發現是比鉬的固氮酵素還活潑，而且它甚至可以在5℃下的低溫下固氮，它在低溫下的固氮能力是鉬鐵酵素的十倍高。不像鉬的固氮酵素，少量的聯氨、異腈、和乙炔能在接觸反應中被轉換成乙烯、乙烷、和丙烷。 釩固氮酶痕容易被氧化，所以它只能在無氧的環境下作用並且它有著相當複雜的機制來預防接觸到氧氣。

固氮作用

固氮作用（英語：Nitrogen fixation），簡稱固氮，指將空氣中游離態的氮（氮氣）轉化為含氮化合物（如硝酸鹽、氨、二氧化氮）的過程。可分為自然固氮以及人工固氮兩種。

自然固氮（Natural nitrogen fixation）是在自然狀態下（非人工），將大氣中游離態的氮（氮氣）轉化為含氮化合物（如硝酸鹽、氨、二氧化氮）的過程。自然固氮的途徑主要有兩種：

1. 氣電固氮：在大氣中游離態的氮通過閃電等產生含氮化合物的高能固氮，約占自然固氮的10%。
   
2. 生物固氮：即自然界中的一些微生物種群（如豆科植物的根瘤菌）通過體內的固氮酶將空氣中的氮氣通過生物化學過程轉化為含氮化合物，約占自然固氮的90%。
   

生物固氮

更多信息：固氮生物

微生物自生或與植物共生，通過體內固氮酶的作用，將大氣中的氮還原成氨的過程。自生固氮的細菌有固氮菌、巴氏梭菌、克氏桿菌、光合細菌等。與豆科植物共生固氮的有根瘤菌。非豆科植物共生固氮的有放線菌。藍綠藻如念珠藻、項圈藻等能自身固氮，也能與其他植物如滿地紅共生固氮。此外茜草科、紫金牛科和薯蕷科中某些植物葉片上有固氮微生物共生的葉瘤。

固氮機制

固氮對於植物和土壤的氮肥供應有重要作用。其機制即菌體通過固氮酶將大氣中游離態的氮（氮氣）轉化為含氮化合物、注入到土壤中，從而提高土壤的肥力，謂之生物固氮。或大氣中游離態的氮通過閃電等產生含氮化合物的高能固氮，謂之氣電固氮。