[科普中國]-釩固氮酶

釩固氮酶，是一種在固氮細菌身上發(fā)現(xiàn)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(huán)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(fā)現(xiàn)，當一氧化物存在時就會減少釩固氮酶，并產(chǎn)生乙烯、乙烷、丙烷。

簡介釩固氮酶，是一種在固氮細菌身上發(fā)現(xiàn)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(huán)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(fā)現(xiàn)，當一氧化物存在時就會減少釩固氮酶，并產(chǎn)生乙烯、乙烷、丙烷。1

生物上的功能釩固氮酶在一些菌屬中被發(fā)現(xiàn)，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 α2β2?2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(jīng)過轉譯后，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(fā)現(xiàn)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(lián)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(huán)境下作用并且它有著相當復雜的機制來預防接觸到氧氣。1

固氮作用固氮作用（英語：Nitrogen fixation），簡稱固氮，指將空氣中游離態(tài)的氮（氮氣）轉化為含氮化合物（如硝酸鹽、氨、二氧化氮）的過程?？煞譃?strong>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(tài)下（非人工），將大氣中游離態(tài)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：

氣電固氮：在大氣中游離態(tài)的氮通過閃電等產(chǎn)生含氮化合物的高能固氮，約占自然固氮的10%。

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?？坪褪硎毧浦心承┲参锶~片上有固氮微生物共生的葉瘤。

固氮機制固氮對于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(tài)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?；虼髿庵杏坞x態(tài)的氮通過閃電等產(chǎn)生含氮化合物的高能固氮，謂之氣電固氮。1

本詞條內容貢獻者為:

黎明 - 副教授 - 西南大學