氢化酶
氢化酶(英語:Hydrogenase)是一种可以可逆地催化氢气氧化还原的酶,如下方程式:
- (1) H2 + Aox → 2H+ + Ared
- (2) 2H+ + Dred → H2 + Dox
式(1)是氢气的氧化过程,Aox为电子受体,即氧化剂,如氧气、硝酸根、硫酸根、二氧化碳、富马酸等等;式(2)是质子的还原过程,Dred为电子给体,是还原剂,比如铁氧还蛋白和细胞色素 c3。所以,在生物体内,小分子和大的生物蛋白分子都可以作为实质的电子的给体或者受体。[1]
根据氢化酶活性中心的金属原子组成,可以分为3类:镍铁类, 双铁类,和单铁类。它们的活性中心的结构如下图所示。2004之前,单铁氢化酶被误认为是不含金属中心的。后来,Thauer等人确认这种“无金属”酶的活性中心事实上含有一个铁原子。[2] 与双铁类氢化酶不同的是,单铁氢化酶的活性中心只包含一个铁原子,而且没有铁-硫簇结构。镍铁类和双铁类氢化酶有一些共同点,比如每个酶都只有一个活性中心,每个活性中心都有铁-硫簇结构,它们的金属活性中心都有一氧化碳(CO)和氰根离子(CN-)配体。[3]
参考资料编辑
- ^ Vignais, P.M., Billoud, B. and Meyer, J. Classification and phylogeny of hydrogenases. FEMS Microbiol. Rev. 2001, 25 (4): 455–501. PMID 11524134.
- ^ Shima, S., Pilak, O., Vogt, S., Schick, M., Stagni, M.S., Meyer-Klaucke, W., Warkentin, E., Thauer, R.K., Ermler, U. The crystal structure of [Fe]-hydrogenase reveals the geometry of the active site. Science. 2008, 321 (5888): 572–575. PMID 18653896. doi:10.1126/science.1158978.
- ^ Fontecilla-Camps, J.C., Volbeda, A., Cavazza, C., Nicolet Y. Structure/function relationships of [NiFe]- and [FeFe]-hydrogenases. Chem Rev. 2007, 107 (10): 4273–4303. PMID 17850165. doi:10.1021/cr050195z.
外部链接编辑
- 2B0J (页面存档备份,存于互联网档案馆) - PDB Structure of the Apoenzyme of the Iron-sulphur cluster-free hydrogenase from Methanothermococcus jannaschii
- 1HFE (页面存档备份,存于互联网档案馆) - PDB structure of [FeFe]-hydrogenase from Desulfovibrio desulfuricans
- 1C4A (页面存档备份,存于互联网档案馆) - PDB structure of [FeFe]-hydrogenase from Clostridium pasteurianum
- 1UBR (页面存档备份,存于互联网档案馆) - PDB structure of [NiFe]-hydrogenase from Desulfovibrio vulgaris
- 1CC1 (页面存档备份,存于互联网档案馆) - PDB structure of [NiFeSe]-hydrogenase from Desulfomicrobium baculatum
- Animation - Mechanism of [NiFe]-hydrogenase
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