НИТРОГЕНА́ЗА

НИТРОГЕНА́ЗА, фер­мент­ный ком­плекс, осу­ще­ст­в­ляю­щий про­цесс азот­фик­са­ции – вос­ста­нов­ле­ния мо­ле­ку­ляр­но­го азо­та (N₂) до ам­миа­ка (NH₃) по ре­ак­ции: $\ce{N2+8e^{-} +8H+->2NH3+H2}$. Н. име­ет­ся толь­ко у азот­фик­си­рую­щих про­ка­ри­от (бак­те­рий и ар­хей) и от­сут­ст­ву­ет у эу­ка­ри­от, ко­то­рые, од­на­ко, в хо­де эво­лю­ции при­об­ре­ли мно­го­числ. при­спо­соб­ле­ния для ис­поль­зо­ва­ния азот­фик­са­то­ров в ка­че­ст­ве ис­точ­ни­ков дос­туп­но­го азо­та. Наи­бо­лее изу­чен­ная мо­либ­ден­за­ви­си­мая Н. со­сто­ит из двух ком­по­нен­тов – фер­мен­тов ди­нит­ро­ге­на­зы (Д), или MoFe-бел­ка, – ком­по­нен­та 1H., и ре­дук­та­зы ди­нит­ро­ге­на­зы (РД), или Fe-бел­ка, – ком­по­нен­та 2H. Д пред­став­ля­ет со­бой тет­ра­мер с мо­ле­ку­ляр­ной мас­сой ок. 230000, в ак­тив­ном цен­тре ко­то­ро­го про­ис­хо­дит вос­ста­нов­ле­ние N₂. РД – ди­мер с мо­ле­ку­ляр­ной мас­сой ок. 64000 слу­жит до­но­ром элек­тро­нов для Д. Про­цесс азот­фик­са­ции от­но­сит­ся к чис­лу наи­бо­лее энер­го­ём­ких в жи­вой при­ро­де. Ис­точ­ни­ком не­об­хо­ди­мой для функ­цио­ни­ро­ва­ния Н. энер­гии яв­ля­ют­ся ре­ак­ции ды­ха­ния или бро­же­ния. Син­тез и ре­гу­ля­ция ак­тив­но­сти Н. кон­тро­ли­ру­ет­ся боль­шим чис­лом ге­нов (ок. 100). Кро­ме N₂, суб­стра­та­ми Н. мо­гут быть и иные мо­ле­ку­лы с трой­ными и двой­ны­ми свя­зя­ми (аце­ти­лен, N₂O, циа­ни­ды, азид, цик­ло­про­пен и др.), а так­же про­то­ны. По­ми­мо мо­либ­ден­за­ви­си­мой Н., опи­са­ны и т. н. аль­тер­на­тив­ные Н. – ва­на­дий­за­ви­си­мая, же­ле­зоза­ви­си­мая и су­пер­ок­сид­за­ви­си­мая; их на­ли­чие по­зво­ля­ет мик­ро­ор­га­низ­мам под­дер­жи­вать свой азот­ный ба­ланс при де­фи­ци­те мо­либ­де­на в сре­де. Ак­тив­ность Н. иг­ра­ет важ­ную роль в кру­го­во­ро­те азо­та на пла­не­те, по сво­ей зна­чи­мо­сти для жи­вой при­ро­ды со­пос­та­ви­мую с фо­то­син­те­зом.