Som ett enzym som används av vissa organismer för att fixera närvaron av kväve i atmosfären, hjälper nitrogenas till att upprätthålla balansen mellan föreningar i luften som vi andas, förhindrar ett överflöd av kväve (N2) och gör planeten obeboelig för människor . Här är lite bakgrund om hur nitrogenas fungerar och vad som kan hända när processen används.
Nitrogenas är väsentligt i processen att bryta ner vad som kallas trippelbindningen som uppstår med kväveatomer. I huvudsak innehåller varje kväveatom en serie av tre orbitaler som är en del av atomskalet. Eftersom två kväveatomer binder till varandra binder orbitaler sig också. Att dela de två bundna kväveatomerna innebär alltså också att separera orbitalerna. Nitrogenas åstadkommer detta genom att erhålla donatorer av elektroner från var och en av de tre orbitalen. Medan varje orbital bryts ned individuellt, är processen inte klar förrän alla tre har separerats. Även om den fullständiga processen för att åstadkomma denna separation inte förstås, är det känt att nitrogenas använder både MoFe-protein och ATP för att generera energin för att åstadkomma separationen.
När atomerna bryts ner fungerar nitrogenas som katalysator för att få varje atom att binda med tre väteatomer och bilda ammoniak. Ammoniaken i sin tur är bunden med glutamat för att bilda glutamin. Generellt antas det att tre cykler krävs för att resultera i bildandet av atmosfärisk kvävgas, även om vissa experter skiljer sig åt när det gäller det exakta antalet cykler som krävs.
Studiet av hur nitrogenas fungerar är en pågående process, på grund av svårigheten att få kristaller av kväve som är bundna till nitrogenas. Det är känt att nitrogenas har förmågan att binda acetylen och kolmonoxid, och att dikväve är ett exempel på ett substrat som är konkurrenskraftigt för bindningen av acetylen. Dinkväve, vanligen kallad lustgas eller dikväveoxid, hämmar bindningen av acetylen till kväveatomer och förhindrar därmed interferens av bindningen mellan kväveatomer och väte.
De flesta former av nitrogenas hämmas av närvaron av dioxygen, även om det alltid finns nya upptäckter som utmanar detta. Åtminstone en form av nitrogenas, kallad streptomyces thermautotrophicus, är inte föremål för effekterna av någon typ av syre. Även om det fortfarande finns mycket att upptäcka om hur nitrogenas fungerar för att skapa den atmosfär som mycket av livet är beroende av, kan det inte råda några tvivel om att utan närvaron av enzymer som nitrogenas i vår atmosfär, skulle livet som vi känner det upphöra att existera .