जैविक नाइट्रोजन स्थिरीकरण की प्रक्रिया/कार्यप्रणाली को समझाइए।

(N/A) $ \Rightarrow $ मूल ग्रंथिका (root nodule) में नाइट्रोजन एंजाइम और लेग-हीमोग्लोबिन जैसे सभी आवश्यक जैव-रासायनिक घटक मौजूद होते हैं।
$ \Rightarrow $ नाइट्रोजन एंजाइम एक $Mo-Fe$ प्रोटीन है और यह वायुमंडलीय नाइट्रोजन को अमोनिया में बदलने की प्रक्रिया को उत्प्रेरित करता है।
$ \Rightarrow $ अमोनिया नाइट्रोजन स्थिरीकरण का पहला स्थिर उत्पाद है।
$ \Rightarrow $ नाइट्रोजन स्थिरीकरण करने वाले बैक्टीरिया में पाए जाने वाले नाइट्रोजन एंजाइम कॉम्प्लेक्स द्वारा वायुमंडलीय नाइट्रोजन के अमोनिया में रूपांतरण के चरण चित्र में दिखाए गए हैं।
$ \Rightarrow $ इसकी कुल रासायनिक अभिक्रिया इस प्रकार है: $N_{2} + 8e^{-} + 8H^{+} + 16ATP \rightarrow 2NH_{3} + H_{2} + 16ADP + 16Pi$
$ \Rightarrow $ नाइट्रोजन एंजाइम आणविक ऑक्सीजन के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होता है। इसे कार्य करने के लिए अवायवीय (anaerobic) स्थितियों की आवश्यकता होती है।
$ \Rightarrow $ इन एंजाइमों को ऑक्सीजन से बचाने के लिए, ग्रंथिका में लेग-हीमोग्लोबिन नामक एक ऑक्सीजन स्केवेंजर होता है।
$ \Rightarrow $ यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि ये सूक्ष्मजीव मुक्त-जीवित स्थितियों में वायवीय (aerobic) के रूप में रहते हैं (जहाँ नाइट्रोजन एंजाइम सक्रिय नहीं होता है), लेकिन नाइट्रोजन स्थिरीकरण की घटनाओं के दौरान वे अवायवीय हो जाते हैं (जिससे नाइट्रोजन एंजाइम सुरक्षित रहता है)।
$ \Rightarrow $ समीकरण के अनुसार, नाइट्रोजन एंजाइम द्वारा अमोनिया संश्लेषण के लिए बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है (प्रत्येक $NH_{3}$ के उत्पादन के लिए $8ATP$)।
$ \Rightarrow $ आवश्यक ऊर्जा मेजबान कोशिकाओं के श्वसन से प्राप्त होती है।