窒素固定菌

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
ナビゲーションに移動 検索に移動
窒素循環のモデル図

窒素固定菌とは細菌の一種で空気中の窒素を固定する。この作用を生物学的窒素固定といい、窒素固定を行う微生物をジアゾ栄養生物(diazotroph)という。

概要[編集]

窒素は大気組成の主たる構成要素であるが、不活性な気体である。しかしながらタンパク質アミノ基に含まれるなど生物体の構成要素として非常に重要である。植物は無機態のアンモニアおよび硝酸同化、有機物態窒素の利用が可能であるが、気体の窒素を利用できるのは唯一窒素固定菌のみである(窒素固定)。また、有機体窒素のアンモニア化、アンモニアを硝酸まで酸化する硝化過程、硝酸塩を気体の窒素まで還元する硝酸還元(脱窒)過程など、窒素の循環に多様な代謝系を持って循環に寄与している。

窒素固定菌の一種として根粒菌が知られ、大気中の窒素ニトロゲナーゼによって還元してアンモニア態窒素に変換する。

ニトロゲナーゼによる窒素固定反応は、次式のように表される。

N2 + 8H+ + 8e- + 16 ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 Pi

この反応による直接の生成物はアンモニア(NH3)であるが、これはすぐにイオン化されてアンモニウム(NH4+)になる。生きているジアゾ栄養生物であれば、ニトロゲナーゼで作られたアンモニウムは、グルタミンシンセターゼ/グルタミン酸シンターゼ経路によって同化され、グルタミン酸塩となる。また、亜硝酸菌硝酸菌といった硝化細菌の存在下では、最終的にアンモニウム塩は硝酸塩として、植物が利用できる形になる。

また、シロアリの体内共生菌には窒素を固定する種が含まれる[1]

脚注[編集]

[ヘルプ]

関連項目[編集]