تثبيت النتروجين Nitrogen Fixation

تثبيت النتروجين يعني تحويل عنصر النتروجين المؤكسد (تكافؤ صفر) إلى الشكل المختزل (التكافؤ – 3) وتتم عملية الاختزال هذه بواسطة مجموعة من البكتريا والاراكيا ( Archaea ) مثل البكتريا الخضراء المزرقة منها Anabaena ، Nostoc ، وبعض أنواع البكتريا Bacillus و Clostridium ، وبعض سلالات Klebsiella pneumoniae وأفراد عائلة Azotobacteriaceae و Rhizobiaceae ورتبة Rhodospirillales .
ويتم تثبيت النتروجين بواسطة النظام الانزيمي Nitrogenase الذي يعمل بظروف لا هوائية وذلك لأن النظام حساس للأوكسجين لذلك تتخذ الخلايا مختلف الوسائل لحمايته.
وتم التثبيت بنقل الإلكترونات من مصادرها مثل الهيدروجين أو NADPH إلى مركبات Ferredoxins ثم إلى النتروجين، وهذا العملية تحتاج إلى كميات كبيرة من الطاقة حوالي 12 – 16 جزيئة من ATP لكل جزيئة نتروجين يتم تثبيتها، وتنتج الأمونيا كناتج لعملية التثبيت والتي يكون تكافؤ النتروجين فيها مشابه لتكافؤ النتروجين في الأنظمة الحيوية لذلك تدخل الأنظمة الحيوية عن طريق الكلوتامات والخطوات موضحة في الخطوات الاتية :