Dusík je v řadě ekosystémů limitujícím prvkem. Na výrobu zemědělských hnojiv se dnes spotřebuje údajně až 1,5 % veškeré energie (např. přímá syntéza amoniaku z vodíku a dusíku za vysokých teplot a tlaků). Živé organismy to dokáží efektivněji, zvládnou vše i při pokojové teplotě a tlaku – ale i v relativně extrémních podmínkách u podmořských vývěrů.
Celý proces zajišťuje enzym nitrogenáza; můžeme si ho představit jako redukci, kdy z dusíku vzniká aminosloučenina. Zajímavé je, že se ale dosud nevědělo, jak fixace přesně funguje. Nitrogenáza je složitý metaloprotein obsahující v molekule železo a molybden. Kde v enzymu se rozbije molekula dusíku a naváže se na organické látky?
Chemik Uwe Bergmann z americké laboratoře SLAC (spadá pod Ministerstvo energetiky USA) nyní vedl tým, který pomocí rentgenové emisní spektroskopie zjistil, že klíčové místo na enzymu, kam se zachytí dusík, představuje atom uhlíku (dalšími kandidáty byly vedlejší atomy kyslíku a dusíku).
Asi polovina současného „organického“ dusíku je lidského původu, z hnojiv, druhou cca polovinu zajišťuje právě fixace atmosferického dusíku živými organismy (něco málo připadne ještě na oxidy dusíku a jejich oxidaci na dusičnany).
Přesnější chápání reakce by mohlo umožnit fixovat dusík při pokojové teplotě a tlaku. Vědci také svůj výsledek pokládají za triumf moderních analytických metod.
Zdroj: ScienceDaily
Poznámka: Ovládnout a měnit cyklus dusíku by také mohlo být součástí geoinženýrských projektů. Více navázaného dusíku např. umožňuje i intenzivnější fotosyntézu, tedy vychytávání oxidu uhličitého.
