L'enzyme nitrogénase est une protéine complexe composée de plusieurs sous-unités. Il faut une quantité importante d’énergie pour rompre la triple liaison entre les deux atomes d’azote du N2. L’énergie nécessaire à ce processus provient de l’adénosine triphosphate (ATP), qui est une monnaie énergétique universelle dans les cellules.
La réaction globale de fixation de l’azote peut être représentée comme suit :
N2 + 8 H+ + 8 e- + 16 ATP → 2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 Pi
Dans cette réaction, huit électrons (8 e-) et huit ions hydrogène (8 H+) sont nécessaires pour la réduction d’une molécule de N2. Les molécules d’ATP fournissent l’énergie nécessaire à cette réaction et sont converties en adénosine diphosphate (ADP) et en phosphate inorganique (Pi) au cours du processus.
La fixation de l'azote est un processus vital pour le cycle de l'azote dans l'environnement. Il convertit l’azote atmosphérique inerte en une forme pouvant être utilisée par les plantes et d’autres organismes. Les plantes absorbent les ions ammonium (NH4+) ou nitrate (NO3-) du sol, qui sont ensuite utilisés pour synthétiser des protéines, des acides nucléiques et d’autres composés contenant de l’azote.
Certains diazotrophes sont des bactéries libres, comme Azotobacter et Clostridium. Ils peuvent fixer l’azote dans le sol et le rendre disponible aux plantes. D'autres diazotrophes sont des bactéries symbiotiques qui vivent en étroite association avec des plantes, comme le Rhizobium et le Bradyrhizobium. Ces bactéries résident dans des nodules sur les racines des légumineuses, comme le soja, les pois et les haricots, et leur fournissent de l'azote fixe.
Le processus de fixation de l’azote est essentiel au maintien de la productivité agricole et à la croissance des plantes. Il garantit que les plantes ont accès à l’azote dont elles ont besoin pour produire des aliments et d’autres produits végétaux, contribuant ainsi à la santé globale et à la durabilité des écosystèmes.
