Jelaskan Peran biologis dari Molibdenum

Peran paling penting molibdenum dalam organisme hidup adalah sebagai logam heteroatom di tempat aktif dalam enzim tertentu. Dalam fiksasi nitrogen bakterial, enzim nitrogenase yang terlibat dalam tahap terminal untuk mengurangi nitrogen molekuler biasanya mengandung molibdenum di tempat yang aktif (meskipun penggantian molibdenum dengan besi atau vanadium juga diketahui). Struktur pusat katalitik enzim serupa seperti yang terdapat dalam protein besi-belerang: ia menggabungkan  dan beberapa cluster .

Reaksi yang dilakukan enzim nitrogenase adalah:

N2 + 8H+ + 8e^- + 16ATP + 16H2O -> 2NH3 + H2 + 16ADP + 16P_i

Dengan proton dan elektron dari rantai transportasi elektron, nitrogen direduksi menjadi amonia dan gas hidrogen bebas. Proses ini menggunakan energi, memerlukan pemecahan (hidrolisis) ATP menjadi ADP ditambah fosfat bebas (P).

Pada tahun 2008, dilaporkan bukti-bukti bahwa kelangkaan molibdenum di awal lautan di bumi merupakan faktor pembatas selama hampir dua miliar tahun dalam evolusi lebih lanjut dari kehidupan eukariotik (yang mencakup semua tumbuhan dan hewan). Rantai penyebabnya adalah sebagai berikut:

Kurangnya oksigen di awal terbentuknya lautan menyebabkan kelangkaan molibdenum terlarut. Sebagian besar senyawa molibdenum memiliki kelarutan yang rendah dalam air, namun ion molibdat  dapat larut dan terbentuk saat mineral yang mengandung molibdenum terkena oksigen dan air.

Kurangnya molibdenum terlarut membatasi pertumbuhan bakteri fiksasi nitrogen prokariotik, yang memerlukan enzim pengikat molibdenum untuk proses tersebut.

Kurangnya bakteri fiksasi nitrogen prokariotik membatasi pertumbuhan eukariota laut, yang memerlukan nitrogen teroksidasi yang sesuai untuk produksi senyawa nitrogen organik atau organik itu sendiri (seperti protein) dari bakteri prokariotik.

Namun, sekali oksigen terbentuk di air loaut oleh eukariota yang terbatas tersebut, ia bereaksi dengan ir dan molibdenum dalam mineral di dasar laut menghasilkan molibdat yang dapat larut, membuatnya tersedia untuk bakteri fiksasi nitrogen. Bakteri-bakteri tersebut menyediakan senyawa Nitrogen produk fiksasi yang dapat digunakan oleh kehidupan yang lebih tinggi.

Meskipun oksigen di satu sisi mempromosikan fiksasi nitrogen dengan membuat molibdenum yang tersedia dalam air, ia juga secara langsung meracuni enzim nitrogenase. Jadi, dalam sejarah purba Bumi, setelah oksigen tiba dalam jumlah besar di udara dan air di Bumi, organisme yang terus memperbaiki nitrogen dalam kondisi aerobik terisolasi dan melindungi enzim penguat nitrogen mereka dari terlalu banyak oksigen dalam struktur heterosista atau yang setara. Isolasi struktural reaksi fiksasi nitrogen pada organisme aerobik terus berlanjut hingga saat ini.