氢化酶
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氢化酶(英语: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]