根据 Reed的分类方法，将能够与植物形成根瘤结构的固氮方式称为共生固氮，其他的固氮方式统称为自生固氮。生物固氮是自然条件下氮素进入生态系统的主要途径，对区域到全球尺度的植物生长和碳交换具有重要作用。自生固氮作用分布广泛，可发生在土壤、凋落物、 叶片、树皮、地衣、苔藓等多种组织层次中。共生固氮通过交换营养素的方式将氮固定下来。固氮酶是在大自然中担当这将空气中的氮气转化成植物、动物等生物体内必须元素的重要角色。它可以将体内的ATP能量和电子给与外围的氮分子，通过还原和氧化的过程，将氮气转化成一系列含氮化合物，以供植物和动物体内生化过程所需。高等植物和动物体无法直接吸收氮气，因此需要这种酶类帮助将氮气转化能够被吸收的氮化合物。
固氮酶的结构
一、服务项目
| 可测指标 | 检测方法 | 需样量 | 联系我们 |
|---|---|---|---|
| 固氮酶 | 乙炔还原法 | 土壤样本5g（鲜样），根瘤1g（鲜样） |
二、色谱条件
HP-PLOT-Q 30m*0.32mm*20um；
| SSL进样口温度 | 230℃ |
| 分流进样分流比 | 10:1 |
| 载气 | 氮气 |
| 流量 | 1mL/min |
| 氢气 | 45ml/min |
| 空气 | 400ml/min |
| 尾吹氮气 | 50ml/min |
| 柱温 | 60℃ |
| 检测器温度 | 150℃ |
| 检测器 | 氢火焰离子化检测器(FID) |
用外标法计算手动进样。
三、乙烯标准曲线
四、案例展示
1、某大学实验大豆根瘤样本检测示例图
2、某土壤研究所土壤样本检测示例图
五、固氮酶的催化机制
氧化态的铁蛋白从还原态的电子供体如黄素还蛋白(Fld)、铁氧还蛋白(Fd)等接受1个电子，变成还原态的铁蛋白,2MgATP与铁蛋白结合成铁蛋白-2MgATP,再与钼铁蛋白结合,形成复合体,传递电子给钼铁蛋白,同时伴随着ATP 水解成ADP 和Pi,铁蛋白变为氧化态,铁蛋白和钼铁蛋白解离。如此循环2次,传递2个电子，钼铁蛋白络合N2,并释放出H2。再循环6次,传递6个电子,形成中间产物后,释放出NH3,,整个过程共传递8个电子。由1分子的N2转化成2分子的NH3,只需要6个电子,但由于要将2个H+转化为1个H2,所以共需8个电子。
固氮酶催化反应的总方程式为:N₂+8 H++8e¯+16 MgATP→2 NH₃+H₂+16 MgADP +16Pi。
固氮酶催化反应示
六、固氮酶应用
微生物固氮研究 微生物肥料研制 土壤改良研究 代谢调控途径分析 微生物代谢产物研究等
七、相关检测
土壤酸性蛋白酶 土壤中性蛋白酶 土壤碱性蛋白酶 土壤硝酸还原酶 土壤亚硝酸还原酶 亮氨酸氨基肽酶 土壤脲酶 几丁质酶
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