Mekanisme Penambatan Nitrogen dalam Bintil Akar

Bintil akar tanaman legume yang sehat pada umumnya berwarna merah darah seperti haemoglobin. Warna merah darah tersebut disebabkan oleh pigmen warna yang mengandung besi (Fe). Pigmen ini biasa disebut leghaemoglobin (LHb). Pada tanaman legume yang tidak sehat, bintil akar berwarna putih karena tidak memiliki pigmen leghaemoglobin. Bintil akar tersebut tidak memiliki kemampuan menambat nitrogen dari atmosfer.

Pigmen leghaemoglobin pada bintil akar memiliki banyak fungsi dalam kaitannya dengan penambatan nitrogen dari atmosfer oleh bakteri. Fungsi tersebut antara lain:

1. Sebagai fasilitator pengambilan oksigen oleh enzim oksidase terminal
2. Meningkatkan produksi ATP untuk aktivitas nitrogenase   
3. Menciptakan suasana anaerob di sekitar aktivitas nitrogenase melalui pengikatan oksigen dan membentuk oxyhaemoglobin (OLHb).

Berdasarkan fungsi-fungsi tersebut, LHb dapat membantu proses respirasi bakteri dan menyediakan ATP yang digunakan dalam penambatan nitrogen, selain itu LHb juga dapat melindungi komplektisitas aktivitas nitrogenase dari pengaruh oksigen. Konsentrasi LHb dalam bintil akar juga dapat digunakan untuk memperkirakan efisiensi dan efektivitas penambatan nitrogen yang dilakukan oleh bintil akar.

Penambatan nitrogen dari atmosfer dapat dilakukan selain karena adanya ATP sebagai energi, juga karena adanya ion hidrogen yang diperoleh dari reduksi air oleh enzim nitrogenase berupa protein Mo-Fe atau enzim nitogenase berupa protein Fe. Penambatan nitrogen yang dilakukan oleh bakteri pada bintil akar dapat dituliskan dalam persamaan sebagai berikut.

N2 + 16 ATP + 8e- +10 H+  ---> 2NH4+ + H2+ + 16ADP +16P

Amoniak adalah produk tetap atau stabil pertama yang terbentuk dari proses penambatan nitrogen yang dilakukan oleh bakteri. Amoniak tersebut  kemudian ditransfer melalui memban bakteroid ke sel tanaman untuk kemudian digunakan dalam metabolisme tanaman.