Производство водорода: белковая среда делает катализатор эффективным

«Полученные данные не только способствуют пониманию этой всемирно признанной группы биокатализаторов, но и дают прикладным исследованиям важные ориентиры для разработки химических катализаторов, смоделированных на основе высокоактивной биомолекулы», — говорит д-р Мартин Винклер из бохумской рабочей группы Photobiotechnology.Самые мощные биокатализаторыИсследование проводилось на особом типе гидрогеназ, так называемых [FeFe] -гидрогеназах.

Они состоят из белкового каркаса и активного центра, называемого H-кластером. Последний состоит из шести атомов железа и шести атомов серы, а также из шести необычных строительных блоков. Это место, где происходит фактический синтез молекулярного водорода из протонов и электронов. «[FeFe] -гидрогеназы являются одними из самых мощных биокатализаторов из когда-либо существовавших», — объясняет профессор доктор Томас Хаппе, глава рабочей группы Photobiotechnology.

Связь между H-кластером и белковой средой играет решающую роль.Это помогает в адресной доставке исходных материалов для синтеза и в эффективном удалении продукта. «Кроме того, белковая оболочка обеспечивает оптимальное пространственное выравнивание H-кластера и защищает его от разрушительных воздействий», — добавляет Оливер Лампрет, который пишет докторскую диссертацию по этой теме.Манипулирование водородными связями

Группа из Бохума и ее коллеги из Мюльхейма доктор Агнешка Адамска-Венкатеш, доктор Олаф Рудигер и профессор доктор Вольфганг Любиц продемонстрировали, что водородные связи между H-кластером и белковой средой значительно влияют на электрохимические свойства активного ферментного центра. Они удалили отдельные водородные связи или добавили дополнительные и изучили эффекты.Эта манипуляция изменила как свойства переноса электронов фермента, так и каталитическое направление, в котором он работает, потому что гидрогеназы могут производить водород, а также катализировать обратную реакцию, то есть расщепление молекулярного водорода на протоны и электроны.

Влияние водородных связей было продемонстрировано учеными с использованием трех различных подходов: спектроскопии, электрохимии и ферментативной кинетики.


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *