Kemosentez yapabilen bakterilerden özellikle nitrit ve nitrat bakterileri, doğadaki azot döngüsünün gerçekleşmesinde önemli role sahiptir.
Atmosferde yüksek oranda azot gazı bulunmasına rağmen fotosentetik bitkiler, azotu ancak nitrat (NO3-) ya da amonyum (NH4+) iyonları şeklinde topraktan alabilir. Bu açıdan atmosferdeki azotun bitkiler tarafından kullanılabilmesi için çeşitli şekillerde toprağa azot tuzu olarak bağlanması gerekir.
Atmosfer azotu, bazı bakteriler ve arkeler tarafından fikse edilir (tutulur). Ölü bitki ve hayvanların yapısındaki azotlu bileşikler (amino asitler, nükleik asitler vb.) ayrıştırıcı organizmalar tarafından NH3’e dönüştürülür. NH3’ün yapısındaki azot, tıpkı havanın serbest azotu gibi bitkiler tarafından doğrudan kullanılarak besin zincirine dâhil edilemez.
Bu sebeple NH3 iki aşamada gerçekleşen kimyasal reaksiyonlar sonucu nitrata dönüşür. NH3’ün nitrit ve nitrat tuzlarına dönüştürülmesinde Nitrosomonas (Nitrosomonas) ve Nitrobacter (Nitrobakter) cinsi bakteriler görev alır. NH3 önce Nitrosomonas bakterileri tarafından oksitlenerek nitröz aside (HNO2) dönüşür.
Nitröz asit Nitrobacter bakterileri tarafından oksitlenerek nitrik aside (HNO3) çevrilir. Bu dönüşümlerden enerji açığa çıkar. Her iki bakteri grubu gerçekleştirdikleri dönüşümlerden elde ettikleri enerji ile ATP sentezler. Daha sonra bu ATP’ler organik besin sentezinde kullanılır.
Kemosentetik bakterilerden demir bakterileri Fe2+ iyonlarını, hidrojen bakterileri H2’yi, kükürt bakterileri ise H2S’yi oksitleyerek enerji açığa çıkarır ve madde döngüsüne katkı sağlar.
Kemosentetik organizmalar; doğada biyolojik dengenin korunması, ortamlardaki atık madddelerin parçalanarak çevre kirliliğinin önlenmesinde görev alır. Kemosentetik arkelerin büyük bir kısmı; yüksek tuzluluk, düşük oksijen yoğunluğu, yüksek sıcaklık, yüksek ya da düşük pH gibi zor koşullarda yaşar.
Bu canlılardan elde edilen zor koşullara dayanıklı enzimler, biyolojik ve ekonomik açıdan oldukça önemlidir. Bu enzimler, metallerin etkisiyle kirlenmiş suların kullanılabilir hâle getirilmesinde, boya endüstrisinde ve arıtma tesislerinde atık suların temizlenmesinde kullanılır (Görsel 2.16).
Ayrıca kalitesi düşük metal cevherlerin zenginleştirilmesinde de bu enzimlerden yararlanılır.
