Diazotrophie

Diazotrophie nennt man die Stickstofffixierung durch prokaryotische Organismen. Es sind sowohl freilebende (z.B. Azotobacter und Clostridium), als auch symbiotisch lebende Stickstoffixierer bekannt. Die symbiotischen leben häufig in und an den Wurzeln höherer Pflanzen. Sie stellen den fixierten Stickstoff in Form von Ammoniumionen (NH₄⁺) zur Proteinbiosynthese zur Verfügung, und erhalten im Gegenzug Kohlenstoffverbindungen als Energie für die Stickstofffixierung. Den Knöllchenbakterien der Gattung Rhizobium kommt aufgrund ihrer Verbreitung und Stickstoffbindungskapazität die quantitativ höchste Bedeutung zu.

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Der N₂-Fixierungsprozess erfordert den Einsatz von Energie in Form von Adenosintriphosphat (ATP) und NADPH₂, sowie das Zusammenspiel von mindestens drei Enzymsystemen:

1. Nitrogenase; Mo-Fe-S haltiger Enzymkomplex aus Dinitrogenase und Dinitrogenase-Reduktase
2. Leghämoglobin; Hämoglobinähnlicher Farbstoff mit O₂-Schutzfunktion für die Nitrogenase
3. Ferredoxin; Elektronentransporter

Das von der Nitrogenase gebildete NH₄⁺ wird unter weiterem NADPH₂- und ATP-Verbrauch durch Aminotransferasen zur Synthese von Aminosäuren verwendet.

α-Ketoglutarat → Glutaminsäure → Glutamin

Asparaginsäure kann auch als Akzeptor dienen, das Endprodukt ist dann Asparagin.

Quellen

Larcher, Walter. Ökophysiologie der Pflanzen. ISBN 3825280748

Siehe auch

• Nitrogenase
• Rhizobien
• Stickstofffixierung