Новости химической науки > Определена структура монометаллической гидрогеназы

Исследователи из Германии еще на один шаг приблизили перспективу использования водорода в качестве дешевого топлива, определив структуру активного центра фермента, расщепляющего водород эффективнее платинового катализатора.

Структуры активных центров трех гидрогеназ. (Рисунок из Science, 2008, 321, 572)

В топливных ячейках, разрабатывающихся в настоящее время, для создания электрического тока используются электроны, отщепляемые от водорода. В настоящий момент самым удобным способом для этого являются дорогие платиновые катализаторы. Однако некоторые микроорганизмы могут расщеплять водород с помощью ферментов-гидрогеназ, что дает надежду на использование синтетических версий ферментов для более дешевого получения энергии из водорода.

Три класса гидрогеназ были идентифицированы. Ферменты двух классов содержат в активном центре два металла – либо два атома железа, либо атом железа и атом никеля. Их структуры уже давно были установлены с помощью рентгеноструктурного анализа. Ферменты третьего класса содержат в составе активного центра лишь один атом железа, однако до настоящего времени структура этого класса не была установлена.

Теперь в группе Сейго Шима (Seigo Shima) из Института Макса Планка (Марбург) смогли получить кристаллы так называемой [Fe]-гидрогеназы и установили структуру ее активного центра.

Было обнаружено, что активный центр [Fe]-гидрогеназы на удивление схож с активными центрами двух первых классов ферментов, в которых атомы связаны с моноксидом углерода, серой и азотом – для биметаллических активных центров атом азота предоставляется цианидным остатком. Структурное сходство ферментов кажется весьма необычным, поскольку все три типа ферментов эволюционировали независимо друг от друга – кажется, что Природа три раза независимо одинаковым способом решила задачу расщепления водорода.

Источник: Science, 2008, 321, 572 (DOI: 10.1126/science.1158978)

метки статьи: #аналитическая химия, #биохимия, #кинетика и катализ, #молекулярная биология