Hydrogenas

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 31 december 2020; verifiering kräver 1 redigering .

Hydrogenaser ( H 2ase [1] ) är enzymer som katalyserar den reversibla oxidationen av molekylärt väte (H 2 ). De är vanliga bland bakterier och arkéer och har även beskrivits i vissa eukaryoter . Hydrogenaser spelar en nyckelroll i metabolismen av mikroorganismer som oxiderar väte, såväl som jäsande mikroorganismer som använder protoner som en terminal elektronacceptor [1] . De fungerar också i cellerna hos diazotrofa bakterier för att utnyttja väte som genereras som ett resultat av kvävefixering [1] . Hydrogenaser tillhör klassen oxidoreduktaser (EC 1) och till underklassen av enzymer som interagerar med väte som elektrondonator (EC 1.12).

Hydrogenasreaktion

Framåt- och bakåtreaktionerna som katalyseras av hydrogenaser kan representeras av följande formler:

(1) H2 + A oxe → 2H + + A röd (2) 2H + + D röd → H2 + Dox

Direkt reaktion (1) är absorptionen av molekylärt väte ( eng.  hydrogen-uptake ) och är associerad med reduktionen av elektronacceptorer (A), till exempel syre , nitrat , sulfat , koldioxid eller fumarat . I den omvända reaktionen (2) sker reduktion av väte, tillsammans med oxidation av elektrondonatorer (D), såsom ferredoxin , som tjänar till att avlägsna överskott av reducerande ekvivalenter under fermentering . Små lösliga proteiner som ferredoxin , cytokrom c 3 och cytokrom c 6 kan fungera som direkta oxidationsmedel eller reducerare av väte [2] .

Strukturell klassificering

Kända hydrogenaser - metalloproteiner , beroende på reaktionscentrumets struktur , delas in i tre grupper:

[NiFe]-hydrogenaser och [FeFe]-hydrogenaser skiljer sig från [Fe]-hydrogenaser genom närvaron av järn-svavelkluster [3] .

Ur lokaliseringssynpunkt i cellen särskiljs cytosoliska (konstruktiva) och membranbundna (energi) hydrogenaser. De senare, som ett resultat av väteabsorption och efterföljande elektrontransport, bildar en protondrivande kraft ( pmf ) på membranet [1] .

Anteckningar

  1. 1 2 3 4 Pinevich A. V. Hydrogen chemolithotrophy // Mikrobiologi. Biologi av prokaryoter. - St Petersburg. : St. Petersburg State University, 2007. - V. 2. - S. 153-157.
  2. Vignais PM, Billoud B., Meyer J. Klassificering och fylogeni av hydrogenaser // FEMS Microbiology Reviews . - 2001. - T. 25 , nr 4 . - S. 455-501 . - doi : 10.1111/j.1574-6976.2001.tb00587.x . — PMID 11524134 .
  3. Fontecilla-Camps JC, Volbeda A., Cavazza C., Nicolet Y. Struktur/funktionsförhållanden för [NiFe]- och [FeFe]-hydrogenaser // Chemical Reviews. - 2007. - Vol. 107, nr 10 . - P. 4273-4303. doi : 10.1021 / cr050195z . — PMID 17850165 .