Kot encim, ki ga nekateri organizmi uporabljajo za določanje prisotnosti dušika v ozračju, nitrogenaza pomaga vzdrževati ravnovesje spojin v zraku, ki ga dihamo, preprečuje prekomerno količino dušika (N2) in naredi planet nenaseljen za ljudi. . Tukaj je nekaj ozadja o tem, kako deluje nitrogenaza in kaj se lahko zgodi, ko se postopek uporabi.
Nitrogenaza je bistvena v procesu razgradnje tako imenovane trojne vezi, ki se pojavi pri atomih dušika. V bistvu vsak atom dušika vsebuje serijo treh orbital, ki so del atomske lupine. Ker se dva atoma dušika med seboj vežeta, se vežeta tudi orbitale. Tako ločitev dveh vezanih atomov dušika pomeni tudi ločevanje orbital. Nitrogenaza to doseže s pridobivanjem darovalcev elektronov iz vsake od treh orbital. Medtem ko je vsaka orbitala ločena, postopek ni končan, dokler niso vse tri ločene. Čeprav celoten postopek izvajanja te ločitve ni razumljen, je znano, da nitrogenaza uporablja tako protein MoFe kot ATP, da ustvari energijo za izvedbo ločevanja.
Ko se atomi razgradijo, deluje nitrogenaza kot katalizator, ki povzroči, da se vsak atom poveže s tremi atomi vodika, pri čemer nastane amoniak. Amoniak se nato veže z glutamatom, da tvori glutamin. Na splošno se domneva, da so za nastanek atmosferskega dušikovega plina potrebni trije cikli, čeprav se nekateri strokovnjaki razlikujejo glede natančnega števila potrebnih ciklov.
Študija delovanja nitrogenaze je stalen proces zaradi težav pri pridobivanju kristalov dušika, ki so vezani na nitrogenazo. Znano je, da ima nitrogenaza sposobnost vezave acetilena in ogljikovega monoksida in da je dinitrogen primer substrata, ki je konkurenčen za vezavo acetilena. Dinitrogen, ki ga običajno imenujemo smejalni plin ali dušikov oksid, zavira vezavo acetilena na atome dušika in tako preprečuje motnje vezi med atomi dušika in vodikom.
Večino oblik nitrogenaze zavira prisotnost dioksigena, čeprav vedno obstajajo nova odkritja, ki to izzivajo. Vsaj ena oblika nitrogenaze, imenovana streptomyces thermautotrophicus, ni podvržena učinkom katere koli vrste kisika. Čeprav je treba še veliko odkriti o tem, kako deluje nitrogenaza pri ustvarjanju atmosfere, na katero se opira velik del življenja, ni nobenega dvoma, da bi brez prisotnosti encimov, kot je nitrogenaza v našem ozračju, življenje, kot ga poznamo, prenehalo obstajati. .