Fiksasi Nitrogen
Bakteri yang lebih
dikenal untuk memfiksasi nitrogen yakni bakteri Rhizobium. Bakteri jenis ini
hidup di akar tumbuhan legume dengan cara bersimbiosis membentuk nodul bersama
akar tanaman legume tersebut. Sifat bakteri ini aerob, sehingga membutuhkan
oksigen untuk melaksanakan respirasinya. Rhizobium dalam bentuk bakteroid
(bakteri yang tidak bergerak/tetap di dalam sel-sel akar tumbuhan) yang
melaksanakan respirasi.
Proses fiksasi
nitrogen oleh bakteroid akan dihasilkan senyawa reduksi N2 yakni NH4+
melalui respirasi yang dilakukan bakteroid. Untuk dapat melakukan respirasi, bakteroid
memerlukan sumber karbohidrat berupa sukrosa sebagai substrat respirasi. Sukrosa
diperoleh dari daun yang kemudian ditranslokasikan menuju ke akar. Sustrat respirasi
merupakan sumber asli elektron dan proton untuk mereduksi N2.
Respirasi KH
oleh bakteroid menyebabkan reduksi NAD+ menjadi NADH2
atau NADP+ menjadi NADPH2. Selain itu, pada beberapa
senyawa penambat nitrogen, oksidasi piruvat selama respirasi menyebabkan
reduksi sebuah protein yang disebut flavodoksin. Selanjutnya flavodoksin bersama NADH2 atau
NADPH2 mereduksi N2 menjadi NH4+. ATP
sangat penting karena menempel pada protein Feredoksin dan menjadikan protein
tersebut sebagai bahan pereduksi yag kuat.
Secara ringkas,
reduksi N2 menjadi NH3 dapat ditulis dengan reaksi
sebagai berikut:
|
Reaksi reduksi di atas dikatalisis
oleh Nitrogenase. Dalam reaksi ini, meskipun N2 direduksi menjadi NH3
(tidak langsung menjadi NH4+), tetap saja NH3 masih bisa
diubah menjadi NH4+ melalui pengikatan proton.
Tidak
berhenti sampai reduksi N2 saja, namun NH3 yang telah
diubah menjadi NH4+
akan diubah menjadi senyawa yang nyata perannya untuk tumbuhan yakni glutamin,
asam glutamat, asparagin dan pada spesies tertentu mampu diubah menjadi ureida.
Tumbuhan selain legum
Tumbuhan
ini memperoleh nitrogen tidak dengan memfiksasi N2 namun menyerap
nitrogen dalam bentuk NO3- dan NH4+.
Kebanyakan tumbuhan menyerap nitrogen dalam bentuk NO3-
karena NH4+ akan segera dioksidasi menjadi NO3-
oleh bakteri nitrifikasi.
Resume dari Buku Ajar Fisiologi Tumbuhan Karya Drs. Krispinus K Pukan, M.Si tahun 2009 milik UNNES.
Komentar
Posting Komentar