Nitrogenase

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 12. juli 2020; checks kræver 3 redigeringer .

Nitrogenase ( EC 1.18.6.1 ) er et kompleks af enzymer (multienzym), der udfører processen med atmosfærisk nitrogenfiksering . Det er vidt udbredt i bakterier og archaea , mens alle eukaryoter mangler det.

Bygning

Komplekset består af to enzymer: selve nitrogenase (også kaldet Mo-Fe-protein, og i den engelske litteratur - dinitrogenase) og hydrogenase (Fe-protein eller dinitrogenase reduktase). Efter adskillelse mister de deres katalytiske egenskaber. Enzymatisk aktivitet besidder imidlertid "hybrider", for eksempel Mo-Fe-proteinet fra Azotobacter med Fe-proteinet fra knudebakterier .

Mo-Fe-protein har en masse på omkring 230 kDa og består af 4 underenheder af to typer. Dens cofaktor indeholder 2 molybdænatomer .

Fe-proteinet har en masse på 64 kDa og består af to identiske underenheder.

Nitrogenase oxideres irreversibelt af molekylært oxygen, hvilket tvinger nitrogenfiksere til at lede efter måder at beskytte enzymet på.

Sådan virker det

Reaktionen katalyseret af multienzymet er som følger:

N2 + 8H + + 8 e - + 16 ATP → 2NH3 + H2 + 16 ADP + 16F n

Nitrogenase har en lav substratspecificitet og i stedet for nitrogen kan den reducere andre forbindelser med en tredobbelt binding : acetylen (metoden til bestemmelse af aktiviteten af ​​nitrogenfiksering er baseret på denne egenskab), cyanider og azider (også parallelt med dannelsen af brint):

C2H2 + 2H + → C2H4 _ _ _ _ CN - + 7H + → NH3 + CH 4 HN3 → NH3 + N2 _

Elektrondonoren i reaktionen er reduceret ferredoxin eller flavodoxin . Elektronen, der forbruger ATP -energi , overføres af Fe-proteinet fra donoren til Mo-Fe-proteinet, som igen donerer et elektronpar tre gange til to nitrogenatomer, hvilket reducerer N 2 - molekylet bundet i det aktive center til to NH 3 gennem følgende trin:

nitrogen → diamid → hydrazin → ammoniak .

Ifølge en anden version er den trinvise proces energetisk ugunstig, og alle seks elektroner overføres på én gang i det aktive center [1]

Alternative nitrogenaser

Forskellige alternative nitrogenaser er blevet opdaget:

Noter

  1. ↑ B.V. Romanovsky. "Moderne katalyse: Videnskab eller kunst?". Soros pædagogisk tidsskrift. - 2000. - T. 6 , nr. 9 . - S. 43-48 .
  2. ↑ Ribbe M. , Gadkari D. , Meyer O. N2-fiksering af Streptomyces thermoautotrophicus involverer en molybdæn-dinitrogenase og en mangan-superoxid-oxidoreduktase, der kobler N2-reduktion til oxidationen af ​​superoxid produceret fra O2 af en molybdæn-CO-dehydrogenase.  (engelsk)  // The Journal of biological chemistry. - 1997. - Vol. 272, nr. 42 . - P. 26627-26633. — PMID 9334244 .

Links