KEIN LEBEN OHNE STICKSTOFF

Vor etwa 2,5 Milliarden Jahren schafften es Bakterien, Luftstickstoff in reaktiven Stickstoff umzuwandeln. Ein Prozess, der für die gesamte Evolution des Lebens entscheidend war, denn Stickstoff wird überall dort gebraucht, wo ganz spezielle Aufgaben zu erledigen sind. Ohne Stickstoff keine Proteine und auch keine DNA. Stickstoff ist ein Grundbaustein aller Lebewesen!

Das Molekül, das die Bakterien bis heute verwenden, um den trägen Luftstickstoff in reaktiven Stickstoff umzuwandeln, ist ungeheuer kompliziert. Es heißt Nitrogenase. Mit der Nitrogenase schaffen es die Bakterien, jährlich etwa einhundert Millionen Tonnen Stickstoff aus der Luft auf die Erde zu holen. Der Mensch produziert inzwischen mit seinen Haber-Bosch-Anlagen ebenso viel, Tendenz: steigend.

DER FeMo-COFAKTOR

Manche Bakterien sind in der Lage, den trägen Luftstickstoff zu aktivieren. In den Bakterien wiederum wirkt das Enzym Nitrogenase, ein sehr komplexes Protein. Dies hier ist jener Teil der Nitrogenase, der für die Stickstoffbindung zuständig ist: Der FeMo-Cofaktor. Eine molekulare Maschine, die es hinbekommt, den trägen Luftstickstoff bei Zimmertemperatur aufzuschließen, unter anderem mithilfe von Molybdän (Mo) und Eisen (Fe). So entsteht aktivierter Stickstoff, den das Bakterium nutzen kann – und alle Wesen, die mit ihm kooperieren. 

Eisen, mit dem die Natur arbeitet, um den Luftstickstoff zu aktivieren, spielt auch eine zentrale Rolle im Haber-Bosch-Prozess. Im Reaktionsrohr nutzt man Eisenkatalysatoren, um den Luftstickstoff aufzuschließen. Eine Parallele zwischen Natur und Technik!