Nadia Aliyatul Izzah(13547)Faisal Habib(13972)

• Fiksasi nitrogen secara biologi adalah reaksi reduksi dari N2 menjadi ammonium tersedia. Menurut Vitousek, et al (2002) dan Wang, et al (2010), fiksasi nitrogen ini adalah satu reaksi yang paling penting dalam siklus unsur di bumi.

• Enzim yang digunakan untuk mengikat nitrogen disebut enzim nitrogenase. Enzim ini memiliki tiga isozyme yang dapat disebut pula sebagai nitrogenase alternatif, yaitu Molibdenum (Mo)-nitrogenase, Vanadium (V)-nitrogenase dan Iron (Fe)-nitrogenase.

Persamaan proses fiksasi nitrogen yang melibatkan enzim nitrogenase :

8H+ + 8e - +N2 + 16MgATP -----> 2NH3 + H2 + 16MgADP + 16Pi

•Hidrogen yang dihasilkan melalui proses reduksi :2H+ + 2e- + 7 H2

•Proses fiksasi dengan enzim Mo nitrogenase :

12H+ + 12e- + N2 + 24MgATP -----> 2NH3 +3H2 + 24MgADP + 24Pi

• Namun karena adanya keterbatasan Mo tersedia di lingkungan, maka dilakukan pengujian nitrogenase alternatif lain apakah dapat berkontribusi dalam fiksasi nitrogen.

• Pengujian laju fiksasi N di lingkungan dapat menggunakan

(1) metode 15N2 (2) metode Acetylene Reduction Assay (ARA).

Dimana kedua metode tersebut akan dibandingkan dengan rasio R

• Metode 15N2

Prinsip kerja :Sampel diinkubasi dengan gas 15N2 dan fase kenaikan 15N akan dapat diketahui

Kekurangan :Keterbatasan dalam mendeteksi gas 15N yang terbentuk dalam sampel yang memiliki kandungan 15N yang tinggi.

• Metode Acetylene Reduction Assay (ARA)

Prinsip kerja :Sampel diinkubasi dengan acetylene dan laju reduksi acetylene menjadi ethylene oleh nitogenase akan dapat mengukur laju fiksasi nitrogen

Kelebihan :Sensitifitas tinggi dan mudah digunakan

Kekurangan :Konversi reduksi acetylene menjadi laju fiksasi nitrogen diragukan keakuratannya.

Azotobacter vinelandii

Rhodopseudomonas palustris

• Azotobacter vinelandii adalah bakteri gamma proteobacterium bersifat heterotrof yang mengikat N secara aerobik sedangkan Rhodopseudomonas palustris adalah bakteri alfaproteobacterium bersifat fotoheterotrof yang mengikat N secara anaerob.

• Kedua bakteri ini ditumbuhkan dengan kondisi ketersediaan logam yang berbeda yaitu :

• +Mo+Fe untuk Mo-nitrogenase,• +V+Fe untuk V-nitrogenase, dan• +Fe untuk Fe-nitrogenase

Laju fiksasi N akan diukur pada fase eksponensial dan stationary

•Aktivitas nitrogenase diuji dengan membandingkan jumlah H2C2 yang yang berkurang dengan fiksasi N2 yang terbentuk.

•Aktivitas nitrogenase berkurang dengan adanya aktivitas reduksi H2C2 yang menghasilkan CO. karena CO menjadi inhibitor bagi kerja enzim nitrogenase, CO ini dihasilkan pada proses reduksi H2C2

Rasio R kedua bakteri fase stasioner menunjukkan hasil yang tidak berbeda nyata pada Mo-nitrogenase, pertumbuhan kedua bakteri pada V-nitrogenase dan Fe-nitrogenase sangat rendah

Pada eksperimen microcosm, laju AR tidak berbeda nyata pada perlakukan +C dan +C+Mo, tetapi perlakuan +C+V menunjukkan kenaikan jika dibandingkan dengan +C+Mo. But for unknown reasons, semua perlakuan menunjukkan laju yang rendah terutama pada +C+Mo

•Kesimpulan :1. Nitrogenase alternatif (V-nitrogenase dan Fe-nitrogenase) kemungkinan besar dapat digunakan dalam fiksasi N terutama karena keterbatasan Mo di lingkungan. Bakteri diazotrof dapat mengikat N dengan peran dari nitrogenase alternatif

2. Aktivitas nitrogenase berkurang dengan adanya aktivitas reduksi H2C2 yang menghasilkan CO. karena CO menjadi inhibitor bagi kerja enzim nitrogenase