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질소 고정(窒素固定)은 공기 중의 질소 분자를 반응성이 높은 다른 질소 화합물(암모니아, 질산염, 이산화질소 등)으로 변환하는 과정을 말한다.

질소고정은 자연적으로 일어나지만, 하버법(Habor process)이 개발된 이후로는 산업적으로 합성되어 이용된다. 번개에 의해 물리적으로도 질소고정이 일어나기도 하지만, 우리가 질소고정을 이야기 할 때 대부분은 미생물에 의해 일어나는 생물학적 질소고정을 일컬는다.

생물학적 질소고정

생물학적 질소고정이란 대기 중의 질소가 니트로게나제(nitrogenase)라는 효소에 의해 암모니아로 전화되는 과정을 말한다. 이러한 반응은 혐기성의 조건하에서 일어나는데, 한 분자의 질소가 8개의 수소이온과 반응하여 두 분자의 암모니아와 한 분자의 수소를 생성하는 과정이다. 물론 이러한 반응이 그저 일어나지는 않는다. 미생물에서 에너지로 사용되는 ATP가 16 개나 사용된다. 하지만 생명체가 살아가기 위해서는 어쩔수 없는 선택이다.