В повітрі 78% молекулярного азоту,однак він недоступний для рослин.Для розриву зв’язків N=N і відновлення азоту під час технічного синтезу аміаку потрібна температура порядку 500С і тиск 300…350 атм., тоді як мікроорганізми – азотфіксатори відновлюють N2 за звичайних умов.Пояснюється це тим,що вони мають специфічні ефективні ферментні системи,що каналізують окремі процеси азотфіксації.
Для відновлення одного моля азоту необхідно 12…15 АТФ,тобто 4..5 АТФ на пару електронів,перенесену в процесі відновлення від відновника на азот. Наспрвді ж витрати енергії перевищують ці величини й досягають 30..40 молів АТФ на моль фіксованого азоту. Джерелом електронів є фередоксини та АТФ-процеси фотосинтезу,дихання та бродіння.
Аеробним азот фіксатором для підтримки високої інтенсивності дихання та забезпечення синтезу АТФ необхідні значні витрати О2,саме тому,можливо, це і є перешкодою для надходження О2 в центри азотфіксації, що не впливає на дію ферменту.
Ціанобактерії, що вільно існують,фіксують азот у гетеро цистах,товста клітинна оболонка яких захищає їх від доступу кисню.
