其中无机氮化合物包括N2、NH,、硝酸盐离子(NO,)、亚硝酸盐离子(NO2)和 羟胺(NH,OH)等，而大气氨(N2)是氨循环的蓄库。N可通过生物固氨、工业固氮、 大气固氮而转变为H或硝酸盐。土壤中的氨可在硝化细茵的作用下氧化为硝酸盐。植物 、蛋白质及其它含氮化合物，由无机氮化合物转化 为有机氮化合物。在这些途径中，生物固氨有着重要意义。 一、生物固氨 生物固氮(biological )是指某些微生物能把空气中的分子氮转化为 氨态氨的作用。固氨生物包括两种类型： 一类是自生固氮微生物，如固氮茵、巴氏梭菌 蓝绿藻等。另一类是共生固氮微生物，如与豆科植物共生的根瘤菌，与非豆科植物共生 的放线菌等。固氮生物可以在常温常压下将N还原为NH,。据估计，全世界陆地每年生 物固氮量可达2亿吨，这就节省了大量能源、人力和物力，又减少了环境污染。 (一)固氨酶 固氨生物之所以能在常温常压条件下因定N,将其还原为八NH,主要是因为含有 氮酶(nitrogenase)。固氨酶由两种蛋白质组成， 一种蛋白质含有钼和铁，称钼铁蛋白，另 一种蛋白质含有铁，称铁蛋白，这两种蛋白质要同时存在才具有固氨活性。钼铁蛋白的结 构为四聚体，其中含有2个a亚基和2个B亚基(a:B),分子量为220000，其中a亚 基的分子量约为51000，B亚其的分子量为60000。每个相铁蛋白含有2个M0原子，24 个F®原子，24个S2离子，约30个巯基。铁蛋白为二聚体，含2个相同亚基，分子量为 64000。每个铁蛋白含有4个F®原子，4个S2离子和12个巯基。铁蛋白对氧十分敏感， 暴露在空气中即失活。固氮酶分子的假设结构如图8-5所示。 【,相铁蛋白a2A FeS,族 铁蛋 Mo M 图8-5周氨酶分子的假设结构 265 265 其中无机氮化合物包括N2、NH3、硝酸盐离子（NO3 ）、亚硝酸盐离子（NO2 ）和 羟胺（NH2OH）等，而大气氮（N2）是氮循环的蓄库。N2可通过生物固氮、工业固氮、 大气固氮而转变为NH3或硝酸盐。土壤中的氨可在硝化细菌的作用下氧化为硝酸盐。植物 吸收利用NH4 +和硝酸盐去合成氨基酸、蛋白质及其它含氮化合物，由无机氮化合物转化 为有机氮化合物。在这些途径中，生物固氮有着重要意义。 一、生物固氮 生物固氮（biological nitrogen fixation）是指某些微生物能把空气中的分子氮转化为 氨态氮的作用。固氮生物包括两种类型：一类是自生固氮微生物，如固氮菌、巴氏梭菌、 蓝绿藻等。另一类是共生固氮微生物，如与豆科植物共生的根瘤菌，与非豆科植物共生 的放线菌等。固氮生物可以在常温常压下将N2还原为NH3。据估计，全世界陆地每年生 物固氮量可达2亿吨，这就节省了大量能源、人力和物力，又减少了环境污染。 （一）固氮酶 固氮生物之所以能在常温常压条件下固定 N2，将其还原为 NH3，主要是因为含有固 氮酶（nitrogenase）。固氮酶由两种蛋白质组成，一种蛋白质含有钼和铁，称钼铁蛋白，另 一种蛋白质含有铁，称铁蛋白，这两种蛋白质要同时存在才具有固氮活性。钼铁蛋白的结 构为四聚体，其中含有 2 个α亚基和 2 个β亚基（α2β2），分子量为 220 000，其中α亚 基的分子量约为 51 000，β亚基的分子量为 60 000。每个钼铁蛋白含有 2 个 Mo 原子，24 个 Fe 原子，24 个 S 2 离子，约 30 个巯基。铁蛋白为二聚体，含 2 个相同亚基，分子量为 64 000。每个铁蛋白含有 4 个 Fe 原子，4 个 S 2 离子和 12 个巯基。铁蛋白对氧十分敏感， 暴露在空气中即失活。固氮酶分子的假设结构如图 8-5 所示。 图 8-5 固氮酶分子的假设结构