Hidroxenase

Na Galipedia, a Wikipedia en galego.
Para outras páxinas con títulos homónimos véxase: Hidroxenase (homónimos).

Unha hidroxenase é un encima que cataliza a oxidación reversible do hidróxeno molecular (H2), tal como se mostra aquí:

H2 + Aox → 2H+ + Ared

 

 

 

 

(1)

2H+ + Dred → H2 + Dox

 

 

 

 

(2)

A captación de hidróxeno (ecuación 1) está acoplada coa redución de aceptores de electróns como o oxíxeno, nitrato, sulfato, dióxido de carbono (CO2), e fumarato. Por outra parte, a redución de protóns (ecuación 2) está acoplada coa oxidación de doantes de electróns como a ferredoxina (FNR), e serve para dispoñer dun exceso de electróns nas células (esencial na fermentación do piruvato). Poden actuar como doantes ou aceptores de electróns fisiolóxicos para as hidroxenases tanto os compostos de baixo peso molecular coma as proteínas, como as FNRs, citocromo c3, e citocromo c6.[1]

Clasificación estrutural[editar | editar a fonte]

Estimouse que un 99% dos organismos utilizan o hidróxeno, H2. A maioría destas especies son microbios e a súa capacidade de usar o H2 como metabolito débese á expresión de metaloencimas chamados hidroxenases.[2] As hidroxenases clasifícanse en tres tipos baseándose no metal contido no seu sitio activo, que son: ferro-ferro-hidroxenases, niquel-ferro-hidroxenases e ferro-hidroxenases.

Estruturas dos sitios activos dos tres tipos de encimas hidroxenases.

As hidroxenase catalizan, ás veces reversiblemente, a captción de H2. As [FeFe]- e [NiFe]-hidroxenases son verdadeiros catalizadores redox, que impulsan a oxidación do H2 e a redución de protóns (H+) (ecuación 3); as [Fe]-hidroxenases catalizan a rotura heterolítica reversible de H2 mostrada na reacción (ecuación 4).

H2 ⇌ 2 H+ + 2 e−

 

 

 

 

(3)

H2 ⇌ H+ + H−

 

 

 

 

(4)

Aínda que se cría orixinalmente que carecían de metais, as [Fe]-só-hidroxenases conteñen Fe no sitio activo e non grupos de ferro-xofre. As [NiFe]- e [FeFe]-hidroxenases teñen algunhas características comúns nas súas estruturas: cada encima ten un sitio activo e algúns grupos Fe-S que están enterrados na proteína. O sitio activo, que se cre é o lugar onde ten lugar a catálise, é tamén unha agrupación de metais, e cada ferro está coordinado polos ligandos monóxido de carbono (CO) e cianuro (CN−).[3]

[NiFe]-hidroxenase[editar | editar a fonte]

Estrutura cristalina da [NiFe]-hidroxenase.

As [NiFe]-hidroxenases son proteíns heterodímeras que constan dunha subunidade pequena e outra grande. A subunidade pequena contén tres grupos ferro-xofre, mentres que a subunidade grande contén o sitio activo, un centro de níquel-ferro que está conectado co solvente por un túnel molecular.[4][5] Nalgunhas [NiFe]-hidroxenases, un dos residuos de cisteína unido a Ni é substituído por selenocisteína. Porén, baseándose na similitude de secuencia, as [NiFe]- e [NiFeSe]-hidroxenases deberían considerarse unha soa superfamilia. Ata agora, atopáronse hidroxenases periplásmicas, citoplásmicas e citoplásmicas unidas a membrana. As [NiFe]-hidroxenases, cando se illan, catalizan tanto a evolución coma a captación do H2, con citocromos multihemo de baixo potencial como o citocromo c3, que actúan como doantes ou aceptores de electróns, dependendo do estado de oxidación.[4] Con todo, falando en xeral, as [NiFe]-hidroxenases son máis activas na oxidación do H2. Tamén se observou un amplo espectro de afinidades polo H2 nas hidroxenases que oxidan o H2.[6]

Como as [FeFe]-hidroxenases, as [NiFe]-hidroxenases son xeralmente desactivadas polo oxíxeno molecular (O2). A hidroxenase da bacteria Ralstonia eutropha (tamén chamada Cupriavidus necator), e outras especies chamadas bacterias Knallgas, son tolerantes ao oxíxeno.[4][7] A [NiFe]-hidroxenase soluble de Ralstonia eutropha H16 pode ser producida nun medio de crecemento heterótrofo.[8][9] Este descubrimento aumentou a esperanza de que as hidroxenases poidan utilizarse na produción fotosintética de hidróxeno molecular a partir da escisión da auga. Outra [NiFe]-hidroxenase, chamada Huc ou Hyd1 ou hidroxenase de captación de tipo cianobacteriano,[10] atopouse que é insensible ao oxíxeno mentres que ten unha afinidade moi alta polo hidróxeno. O hidróxeno pode penetrar por estreitas canles do interior do encima polas que as molécula de oxíxeno non poden entrar. Isto permite que bacterias como Mycobacterium smegmatis utilicen a pequena cantidade de hidróxeno da atmosfera como fonte de enerxía cando se carece doutras fontes.[11][12]

[FeFe]-hidroxenase[editar | editar a fonte]

Estrutura cristalina da [FeFe]-hidroxenase.

As hidroxenases que conteñen un centro di-ferro cun cofactor ditiolato que fai de ponte denomínanse [FeFe]-hidroxenases.[13] Recoñécense tres familias de [FeFe]-hidroxenases:

A diferenza das [NiFe]-hidroxenases, as [FeFe]-hidroxenases son xeralmente máis activas na produción de hidróxeno molecular. Informouse dunha frecuencia de recambio (turnover) da orde de 10.000 s−1 para as [FeFe]-hidroxenases de Clostridium pasteurianum.[14] Isto xerou unha intensa investigación sobre o uso da [FeFe]-hidroxenase para a produción sostible de H2.[15]

O sitio activo da hidroxenase di-ferro é o H-cluster. O H-cluster consiste nun [4Fe4S] con estrutura con forma cubana, acoplada co cofactor di-ferro de valencia baixa por un tiol derivado de cisteína. O cofactor di-ferro comprende dous átomo de ferro conectados por un ligando ponte aza-ditiolato (-SCH2-NH-CH2S-, adt); os átomos de ferro están coordinados por ligandos carbonilo e cianuro.[16]

As [FeFe]-hidroxenases poden ser separadas en catro grupos filoxenéticos denominados do A ao D.[17] O grupo A consta das [FeFe]-hidroxenases prototípicas e bifurcantes. Na natureza as [FeFe]-hidroxenases prototípicas realizan o recambio do hidróxeno usando a ferredoxina como un compañeiro redox, mentres que os tipos bifurcantes realizan a mesma reacción usando tanto a ferredoxina coma o NAD(H) como doante ou aceptor de electróns (por exemplo, a hidroxenase (NAD+, ferredoxina)).[18] Para conservar a enerxía, as bacterias anaerobias usan a bifurcación de electróns na que as reaccións redox exergónicas e endergónicas están acopladas para sortear as barreira termodinámicas. O grupo A comprende os encimas máis activos cataliticamente e mellor cracterizados, como a [FeFe]-hidroxenase de Chlamydomonas reinhardtii (CrHydA1),[19] Desulfovibrio desulfuricans (DdHydAB ou DdH),[20] e Clostridium pasteurianum e Clostridium acetobutylicum (CpHydA1 e CaHydA1, denominadas CpI e CaI).[21] Non se carcterizou ningún exemplo representativo do grupo B polo momento, pero é filoxeneticamente distinto incluso se comparte motivos de aminoácidos similares arredor do H-cluster como os das [FeFe]-hidroxenases do grupo A. O grupo C foi clasificado como "sensorial" baseándose na presenza dun dominio Per-Arnt-Sim.[22][23] Un exemplo de [FeFe]-hidroxenase do grupo C é a de Thermotoga maritima (TmHydS), que só mostra unha modesta velocidade catalítica comparada cos encimas do grupo A e unha alta sensibilidade aparente cara ao hidróxeno (H2).[24] Unha subclase esteitamente relacionada do grupo D ten unha localización similar do xene bacteriano e comparte unha estrutura de dominio similar á dunha subclase do grupo Ech, pero carece de dominio PAS.[17][22]

[Fe]-só-hidroxenase[editar | editar a fonte]

Estrutura cristalina da [Fe]-hidroxenase.

A 5,10-meteniltetrahidrometanopterina hidroxenase (EC 1.12.98.2) atopada en arqueas metanóxenas non contén nin níquel nin grupos de ferro-xofre, senón un cofactor que contén ferro que foi recentemente cracterizado por difracción de raios X.[25]

A diferenza doutros dous tipos, as [Fe]-só-hidroxenases atópanse só nalgunhas arqueas metanóxenas hidroxenotróficas. Tamén presentan un mecanismo encimático fundamentalmente diferente en canto aos compañeiros redox e en como se entregan os electróns ao sitio activo. Nas [NiFe]- e [FeFe]-hidroxenases, os electróns viaxan por unha serie de agrupamentos metaloorgánicos que abranguen unha gran distancia; as estruturas do sitio activo permanecen sen cambios durante todo o proceso. Porén, nas [Fe]-só-hidroxenases os electróns se entregan directamente ao sitio activo a través dunha curta distancia. O cofactor metenil-H4MPT+ acepta directamente o hidruro do H2 no proceso. A [Fe]-só-hidroxenase tamén se coñece como metilenetetrahidrometanopterina (metileno-H4MPT) deshidroxenase formadora de H2, porque a súa función é a redución reversible do metenil-H4MPT+ a metileno-H4MPT.[26] Prodúcese a hidroxenación dun metenil-H4MPT+ en vez da oxidación/produción de H2, que é o caso nos outros dous tipos de hidoxenases. Se ben o mecanismo exacto da catálise aínda se está a estudar, descubrimentos recentes suxiren que o hidróxeno molecular é primeiro dividido heteroliticamente polo Fe(II), seguido da transferencia do hidruro ao carbocatión do aceptor.[27]

Mecanismo[editar | editar a fonte]

O mecanismo molecular polo cal os protóns e converten en moléculas de hidróxeno dentro das hidroxenases aínda está estudándose. Unha estratexia común emprega a mutaxénese para dilucidar as funcións dos aminoácidos e os ligandos en diferentes etapas da catálise, como o transporte molecular de substratos. Por exemplo, Cornish et al. realizaron estudos de mutaxénese e atoparon que catro aminoácidos localizados ao longo da proposta canle que conecta o sitio activo e superficie da proteína son fundamentais para a función encimática da [FeFe]-hidroxenase de Clostridium pasteurianum (CpI).[28] Por outra parte, pódense utilizar tamén análises e simulacións computacionais. Nilsson Lill e Siegbahn adoptaron recentemente esta estratexia para investigaren o mecanismo polo cal as [NiFe]-hidroxenases catalizan a escisión do H2.[29] As dúas estratexias son complementarias e poden beneficiarse entre si. De feito, Cao e Hall combinaron ambas para desenvolver o modelo que describe como se oxidan ou se producen as moléculas de hidróxeno no sitio activo das [FeFe]-hidroxenases.[30] Aínda que cómpre facer máis experimentos e obter máis datos para ter unha comprensión completa do mecanismo, estes descubrimentos permitiron aplicar estes coñecementos en, por exemplo, construír catalizadores artificiais que imiten os sitios activos das hidroxenases.[31]

Función biolóxica[editar | editar a fonte]

Asumindo que a atmosfera da Terra era inicialmente rica en hidróxeno, hipotetizouse que as hidroxenases evolucionaron para xerar enerxía do/como H2 molecular. As hidroxenases podían axudar aos microorganismos a proliferar en tales condicións, ou establecerían un ecosistema impulsado enerxeticamente polo H2.[32] As comunidades microbianas impulsadas polo hidróxeno molecular foron, de feito, atopadas en lugares do fondo mariño profundo, onde non se dispón doutras fontes da enerxía útiles para a fotosíntese. Baseándose nestes feitos, o papel primario das hidroxenases crese que sería a xeración de enerxía, e isto pode ser suficiente para manter un ecosistema.

Estudos recentes revelaron outras funcións biolóxicas das hidroxenases. Para empezar, as hidroxenases bidireccionais poden tamén actuar como "válvulas" para controlar o exceso de equivalentes de redución, especialmente en microorganismos fotosintéticos. Dita función fai que as hidroxenases teñan un papel vital no metabolismo anaerobio.[33][34] Ademais, as hidroxenases poden tamén estar implicadas na conservación de enerxía ligada a membranas por medio da xeración dunha forza protón-motriz transmembrana. Existe a posibilidade de que as hidroxenases sirvan para a biorremediación de compostos clorados. As hidroxenases eficaces na captación de H2 poden contribuír a a que os metais pesados contaminantes sexan recuperados. Estas hidroxenases de captación descubríronse recentemente en bacterias patóxenas e parasitos e crese que están implicadas na súa virulencia.

Aplicacións[editar | editar a fonte]

As hidroxenases descubríronse na década de 1930,[35] e desde entón espertaron o interese de moitos investigadores, incluíndo a dos químicos inorgánicos que sintetizaron unha variedade de imitadores das hidroxenases. A [NiFe]-hidroxenase soluble de Ralstonia eutropha H16 é un encima que é un prometedor candidato para aplicacións na produción de biocombustible baseado no H2, xa que favorece a oxidación do H2 e é relativamente tolerante ao oxíxeno. Pode producirse en medios de crecemento heterótrofos[8] e purificarse por intercambio aniónico e matrices de cromatografía de exclusión por tamaño.[9] A comprensión do mecanismo catalítico da hidroxenase podería axudar a deseñar fontes de enerxías limpas, como as algas, que producen hidróxeno.[36]

A produción de hidróxeno biolóxico[editar | editar a fonte]

Varios sistemas poden escindir a molécula de auga en O2 e H+ utilizando a luz solar incidente. Igualmente, numerosos catalizadores, sexan químicos ou biolóxicos, poden reducir o H+ producido a H2. Diferentes catalizadores requiren sobretensións desiguais para que teña lugar esta reacción de redución. As hidroxenases son interesantes porque necesitan unha sobretensión relativamente baixa. A súa actividade catalítica é máis efectiva que a do platino, que é o mellor catalizador para a reacción de evolución do H2.[37] Entre os tres tipos de hidroxenases, as [FeFe]-hidroxenases considéranse como as candidatas máis fortes a ser unha parte integral do sistema de produción solar de H2, xa que ofrecen a vantaxe adicional dunha alta frecuencia de recambio (uns 9000 s−1).

A baixa sobretensión e alta actividade catalítica das [FeFe]-hidroxenases están acompañadas dunha alta sensibilidade ao O2. É necesario facelas por enxeñaría tolerantes ao O2 para o seu uso na produción de H2 solar, xa que o O2 é un subproduto da reacción de descomposición da auga. Diversas investigacións de varios grupos de todo o mundo enfocáronse no estudo dos mecanismos implicados na inactivación polo O2 das hidroxenases.[5][38] Por exemplo, Stripp et al. utilizaron electroquímica de película de proteínas e descubriron que o O2 convértese primeiro nunha especie reactiva no sitio activo das [FeFe]-hidroxenases, e despois causa danos no seu dominio [4Fe-4S].[39] Cohen et al. investigaron como o oxíxeno pode chegar ao sitio activo, o cal está enterrado na parte interna da proteína, usando simulacións da dinámica molecular; os seus resultados indican que o O2 difunde principalmente a través de dúas pasaxes que se forman polo agrandamento e interconexión entre cavidades durante o movemento dinámico.[40] Estes traballos, combinados con outros informes, indican que a inactivación está gobernada por dous fenómenos: difusión de O2 ao sitio activo, e modificación destrutiva do sitio activo.

Malia todos estes descubrimentos, as investigacións aínda terán que progresar para poder preparar por enxeñaría unhas hidroxenases cunha axeitada tolerancia ao oxíxeno. Aínda que se atoparon [NiFe]-hidroxenases tolerantes ao oxíxeno, son só eficientes na captación de hidróxeno e non na produción. O éxito recente de Bingham et al. en preparar por enxeñaría a [FeFe]-hidroxenase de Clostridium pasteurianum estivo tamén limitado pola retención da actividade (durante a exposición ao oxíxeno) para o consumo de H2.[41]

Células de biocombustible baseadas en hidroxenases[editar | editar a fonte]

Nas células de biocombustible encimáticas típicas utilízanse encimas como electrocatalizadores tanto no cátodo coma no ánodo ou só nun eléctrodo. Nas células de biocombustible baseadas en hidroxenases, estes [[encima]s están presentes no ánodo para a oxidación do H2.[9][4][42]

Principio[editar | editar a fonte]

A reacción reversible ou bidireccional catalizada pola hidroxenase permite a captura e almacenamento de enerxíaa renovable como combustible para o seu uso a demanda. Isto pode demostrarse co almacenamento químico de electricidade obtida dunha fonte renovable (por exemplo, solar, eólica, hidrotermal) como H2 durante períodos de baixa demanda de enerxía. Cando se desexa enerxía, o H2 pode ser oxidado para producir electricidade.[42]

Vantaxes[editar | editar a fonte]

Esta é unha solución ao reto do desenvolvemento de tecnoloxías para a captura e almacenamento de enerxía renovable como combustible para uso a demanda. A xeración de electricidade a partir de H2 é comparable coa funcionalidade similar dos catalizadores de platino pero sen envelenamento do catalizador e así é moi eficiente. No caso das células de combustible de H2/O2, nas que o produto final é auga, non hai emisión de gases de invernadoiro.[42]

Clasificación bioquímica[editar | editar a fonte]

EC 1.12.1.2

hidróxeno deshidroxenase (hidróxeno:NAD+ oxidorredutase)

H2 + NAD+ ⇌ H+ + NADH
EC 1.12.1.3

hidróxeno deshidroxenase (NADP) (hidróxeno:NADPH+ oxidorredutase)

H2 + NADP+ ⇌ H+ + NADPH
EC 1.12.2.1

citocromo-c3 hidroxenase (hidróxeno:ferricitocromo-c3 oxidorredutase)

2H2 + ferricitocromo c3 ⇌ 4H+ + ferrocitocromo c3
EC 1.12.5.1

hidróxeno:quinona oxidorredutase

H2 + menaquinona ⇌ menaquinol
EC 1.12.7.2

ferredoxina hidroxenase (hidróxeno:ferredoxina oxidorredutase)

H2 + ferredoxina oxidada ⇌ 2H+ + ferredoxina reducida
EC 1.12.98.1

coencima F420 hidroxenase (hidróxeno:coencima F420 oxidorredutase)

H2 + coencima F420 ⇌ coencima F420 reducida
EC 1.12.99.6

hidroxenase (aceptor) (hidróxeno:aceptor oxidorredutase)

H2 + A ⇌ AH2
EC 1.12.98.2

5,10-meteniltetrahidrometanopterina hidroxenase (hidróxeno:5,10-meteniltetrahidrometanopterina oxidorredutase)

H2 + 5,10-meteniltetrahidrometanopterina ⇌ H+ + 5,10-metilenetetrahidrometanopterina
EC 1.12.98.3

Methanosarcina-fenazina hidroxenase [hidróxeno:2-(2,3-dihidropentapreniloxi)fenazina oxidorredutase]

H2 + 2-(2,3-dihidropentapreniloxi)fenazina ⇌ 2-dihidropentapreniloxifenazina

Notas[editar | editar a fonte]

  1. ↑ Vignais, P.M.; Billoud, B.; Meyer, J. (2001). "Classification and phylogeny of hydrogenases". FEMS Microbiol. Rev. 25 (4): 455–501. PMID 11524134. doi:10.1111/j.1574-6976.2001.tb00587.x. 
  2. ↑ Lubitz, Wolfgang; Ogata, Hideaki; Rüdiger, Olaf; Reijerse, Edward (2014). "Hydrogenases". Chemical Reviews 114 (8): 4081–148. PMID 24655035. doi:10.1021/cr4005814. 
  3. ↑ Fontecilla-Camps, J.C.; Volbeda, A.; Cavazza, C.; Nicolet Y. (2007). "Structure/function relationships of [NiFe]- and [FeFe]-hydrogenases". Chem Rev 107 (10): 4273–4303. PMID 17850165. doi:10.1021/cr050195z. 
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 Jugder, Bat-Erdene; Welch, Jeffrey; Aguey-Zinsou, Kondo-Francois; Marquis, Christopher P. (2013-05-14). "Fundamentals and electrochemical applications of [Ni–Fe]-uptake hydrogenases". RSC Advances (en inglés) 3 (22): 8142. ISSN 2046-2069. doi:10.1039/c3ra22668a. 
  5. ↑ 5,0 5,1 Liebgott, P.P.; Leroux, F.; Burlat, B.; Dementin, S.; Baffert, C.; Lautier, T.; Fourmond, V.; Ceccaldi, P.; Cavazza, C.; Meynial-Salles, I.; Soucaille, P.; Fontecilla-Camps, J.C.; Guigliarelli, B.; Bertrand, P.; Rousset, M.; Léger, C. (2010). "Relating diffusion along the substrate tunnel and oxygen sensitivity in hydrogenase". Nat. Chem. Biol. 6 (1): 63–70. PMID 19966788. doi:10.1038/nchembio.276. 
  6. ↑ Greening C, Berney M, Hards K, Cook GM, Conrad R (2014). "A soil actinobacterium scavenges atmospheric H2 using two membrane-associated, oxygen-dependent hydrogenases". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111 (11): 4257–61. Bibcode:2014PNAS..111.4257G. PMC 3964045. PMID 24591586. doi:10.1073/pnas.1320586111. 
  7. ↑ Burgdorf, T.; Buhrke, T.; van der Linden, E.; Jones, A.; Albracht, S.; Friedrich, B. (2005). "[NiFe]-Hydrogenases of Ralstonia eutropha H16: Modular Enzymes for Oxygen-Tolerant Biological Hydrogen Oxidation". J. Mol. Microbiol. Biotechnol. 10 (2–4): 181–196. PMID 16645314. doi:10.1159/000091564. 
  8. ↑ 8,0 8,1 Jugder, Bat-Erdene; Chen, Zhiliang; Ping, Darren Tan Tek; Lebhar, Helene; Welch, Jeffrey; Marquis, Christopher P. (2015-03-25). "An analysis of the changes in soluble hydrogenase and global gene expression in Cupriavidus necator ( Ralstonia eutropha ) H16 grown in heterotrophic diauxic batch culture". Microbial Cell Factories (en inglés) 14 (1): 42. ISSN 1475-2859. PMC 4377017. PMID 25880663. doi:10.1186/s12934-015-0226-4. 
  9. ↑ 9,0 9,1 9,2 Jugder, Bat-Erdene; Lebhar, Helene; Aguey-Zinsou, Kondo-Francois; Marquis, Christopher P. (2016-01-01). "Production and purification of a soluble hydrogenase from Ralstonia eutropha H16 for potential hydrogen fuel cell applications". MethodsX 3: 242–250. PMC 4816682. PMID 27077052. doi:10.1016/j.mex.2016.03.005. 
  10. ↑ Paul Cordero; et al. (decembro de 2019). "Two uptake hydrogenases differentially interact with the aerobic respiratory chain during mycobacterial growth and persistence". Journal of Biological Chemistry. PMC 6916507. doi:10.1074/jbc.RA119.011076. 
  11. ↑ Rhys Grinter; Kropp, A.; Venugopal; et al. (2023). "Structural basis for bacterial energy extraction from atmospheric hydrogen". Nature. doi:10.1038/s41586-023-05781-7. 
  12. ↑ Alex Wilkins (8 de marzo de 2023). "Soil bacteria enzyme generates electricity from hydrogen in the air". New Scientist. 
  13. ↑ Berggren, G.; Adamska, A.; Lambertz, C.; Simmons, T. R.; Esselborn, J.; Atta, A.; Gambarelli, S.; Mouesca, J.-M.; Reijerse, E.; Lubitz, W.; Happe, T.; Artero, V.; Fontecave, M. (2013). "Biomimetic assembly and activiation of [FeFe]-hydrogenases". Nature 499 (7456): 66–69. Bibcode:2013Natur.499...66B. PMC 3793303. PMID 23803769. doi:10.1038/nature12239. 
  14. ↑ Madden C, Vaughn MD, Díez-Pérez I, Brown KA, King PW, Gust D, Moore AL, Moore TA (xaneiro de 2012). "Catalytic turnover of [FeFe]-hydrogenase based on single-molecule imaging". Journal of the American Chemical Society 134 (3): 1577–82. PMID 21916466. doi:10.1021/ja207461t. 
  15. ↑ Smith PR, Bingham AS, Swartz JR (2012). "Generation of hydrogen from NADPH using an [FeFe] hydrogenase". International Journal of Hydrogen Energy 37 (3): 2977–2983. doi:10.1016/j.ijhydene.2011.03.172. 
  16. ↑ Németh, Brigitta; Esmieu, Charlène; Redman, Holly J.; Berggren, Gustav (2019). "Monitoring H-cluster assembly using a semi-synthetic HydF protein". Dalton Transactions (en inglés) 48 (18): 5978–5986. ISSN 1477-9226. PMC 6509880. PMID 30632592. doi:10.1039/C8DT04294B. 
  17. ↑ 17,0 17,1 Land, Henrik; Senger, Moritz; Berggren, Gustav; Stripp, Sven T. (2020-05-28). "Current State of [FeFe]-Hydrogenase Research: Biodiversity and Spectroscopic Investigations". ACS Catalysis 10 (13): 7069–7086. ISSN 2155-5435. doi:10.1021/acscatal.0c01614. 
  18. ↑ Schuchmann, Kai; Chowdhury, Nilanjan Pal; Müller, Volker (2018-12-04). "Complex Multimeric [FeFe] Hydrogenases: Biochemistry, Physiology and New Opportunities for the Hydrogen Economy". Frontiers in Microbiology 9: 2911. ISSN 1664-302X. PMC 6288185. PMID 30564206. doi:10.3389/fmicb.2018.02911. 
  19. ↑ HAPPE, Thomas; NABER, J. Dirk (xuño de 1993). "Isolation, characterization and N-terminal amino acid sequence of hydrogenase from the green alga Chlamydomonas reinhardtii". European Journal of Biochemistry 214 (2): 475–481. ISSN 0014-2956. PMID 8513797. doi:10.1111/j.1432-1033.1993.tb17944.x. 
  20. ↑ Glick, Bernard R.; Martin, William G.; Martin, Stanley M. (1980-10-01). "Purification and properties of the periplasmic hydrogenase from Desulfovibrio desulfuricans". Canadian Journal of Microbiology 26 (10): 1214–1223. ISSN 0008-4166. PMID 7006765. doi:10.1139/m80-203. 
  21. ↑ Nakos, George; Mortenson, Leonard (marzo de 1971). "Purification and properties of hydrogenase, an iron sulfur protein, from Clostridium pasteurianum W5". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Enzymology 227 (3): 576–583. ISSN 0005-2744. PMID 5569125. doi:10.1016/0005-2744(71)90008-8. 
  22. ↑ 22,0 22,1 Calusinska, Magdalena; Happe, Thomas; Joris, Bernard; Wilmotte, Annick (2010-06-01). "The surprising diversity of clostridial hydrogenases: a comparative genomic perspective". Microbiology 156 (6): 1575–1588. ISSN 1350-0872. PMID 20395274. doi:10.1099/mic.0.032771-0. 
  23. ↑ Greening, Chris; Biswas, Ambarish; Carere, Carlo R; Jackson, Colin J; Taylor, Matthew C; Stott, Matthew B; Cook, Gregory M; Morales, Sergio E (2015-09-25). "Genomic and metagenomic surveys of hydrogenase distribution indicate H2 is a widely utilised energy source for microbial growth and survival". The ISME Journal 10 (3): 761–777. ISSN 1751-7362. PMC 4817680. PMID 26405831. doi:10.1038/ismej.2015.153. 
  24. ↑ Chongdar, Nipa; Birrell, James A.; Pawlak, Krzysztof; Sommer, Constanze; Reijerse, Edward J.; Rüdiger, Olaf; Lubitz, Wolfgang; Ogata, Hideaki (2018-01-09). "Unique Spectroscopic Properties of the H-Cluster in a Putative Sensory [FeFe] Hydrogenase". Journal of the American Chemical Society 140 (3): 1057–1068. ISSN 0002-7863. PMID 29251926. doi:10.1021/jacs.7b11287. 
  25. ↑ Shima S, Pilak O, Vogt S, Schick M, Stagni MS, Meyer-Klaucke W, Warkentin E, Thauer RK, Ermler U (xullo de 2008). "The crystal structure of [Fe]-hydrogenase reveals the geometry of the active site". Science 321 (5888): 572–5. Bibcode:2008Sci...321..572S. PMID 18653896. doi:10.1126/science.1158978. 
  26. ↑ Salomone-Stagnia, M.; Stellatob, F.; Whaleyc, C.M.; Vogtd, S.; Moranteb, S.; Shimad, S.; Rauchfuss, T.B.; Meyer-Klaucke, W.; model systems: an X-ray absorption near edge spectroscopy study (2010). "The iron-site structure of [Fe]-hydrogenase". Dalton Transactions 39 (12): 3057–3064. PMC 3465567. PMID 20221540. doi:10.1039/b922557a. 
  27. ↑ Hiromoto, T.; Warkentin, E.; Moll, J.; Ermler, U.; Shima, S. (2009). "Iron-Chromophore Circular Dichroism of [Fe]-Hydrogenase: The Conformational Change Required for H2 Activation". Angew. Chem. Int. Ed. 49 (51): 9917–9921. PMID 21105038. doi:10.1002/anie.201006255. 
  28. ↑ Cornish, A.J.; Gärtner, K.; Yang, H.; Peters, J.W.; Hegg, E.L. (2011). "Mechanism of Proton Transfer in [FeFe]-Hydrogenase from Clostridium Pasteurianum". J. Biol. Chem. 286 (44): 38341–38347. PMC 3207428. PMID 21900241. doi:10.1074/jbc.M111.254664. 
  29. ↑ Lill, S.O.N.; Siegbahn, P.E.M. (2009). "An Autocatalytic Mechanism for NiFe-Hydrogenase: Reduction to Ni(I) Followed by Oxidative Addition". Biochemistry 48 (5): 1056–1066. PMID 19138102. doi:10.1021/bi801218n. 
  30. ↑ Cao, Z.; Hall, M.B. (2001). "Modeling the Active Sites in Metalloenzymes. 3. Density Functional Calculations on Models for [Fe]-Hydrogenase: Structures and Vibrational Frequencies of the Observed Redox Forms and the Reaction Mechanism at the Diiron Active Center". J. Am. Chem. Soc. 123 (16): 3734–3742. PMID 11457105. doi:10.1021/ja000116v. 
  31. ↑ Tard, C.; Liu, X.; Ibrahim, S.K.; Bruschi, M.; Gioia, L.D.; Davies, S.C.; Yang, X.; Wang, L.S.; Sawers, G.; Pickett, C.J. (2005). "Synthesis of the H-cluster framework of iron-only hydrogenase". Nature 433 (7026): 610–613. Bibcode:2005Natur.433..610T. PMID 15703741. doi:10.1038/nature03298. 
  32. ↑ Vignais, P.M.; Billoud, B. (2007). "Occurrence, Classification and Biological Function of Hydrogenases: An Overview". Chem. Rev. 107 (10): 4206–4272. PMID 17927159. doi:10.1021/cr050196r. 
  33. ↑ Adams, M.W.W.; Stiefel, E.I. (1998). "Biological hydrogen production: Not so elementary". Science 282 (5395): 1842–1843. PMID 9874636. doi:10.1126/science.282.5395.1842. 
  34. ↑ Frey, M. (2002). "Hydrogenases: hydrogen-activating enzymes". ChemBioChem 3 (2–3): 153–160. PMID 11921392. doi:10.1002/1439-7633(20020301)3:2/3<153::AID-CBIC153>3.0.CO;2-B. 
  35. ↑ Thauer, R. K., "Biochemistry of methanogenesis: a tribute to Marjory Stephenson", Microbiology, 1998, 144, 2377-2406.
  36. ↑ Florin, L.; Tsokoglou, A.; Happe, T. (2001). "A novel type of iron hydrogenase in the green alga Scenedesmus obliquus is linked to the photosynthetic electron transport chain". J. Biol. Chem. 276 (9): 6125–6132. PMID 11096090. doi:10.1074/jbc.M008470200. 
  37. ↑ Hinnemann, B.; Moses, P.G.; Bonde, J.; Jørgensen, K.P.; Nielsen, J.H.; Horch, S.; Chorkendorff, I.; Nørskov, J.K. (2005). "Biomimetic hydrogen evolution: MoS2 nanoparticles as catalyst for hydrogen evolution". J. Am. Chem. Soc. 127 (15): 5308–5309. PMID 15826154. doi:10.1021/ja0504690. 
  38. ↑ Goris, T.; Wait, A.F.; Saggu, M.; Fritsch, J.; Heidary, N.; Stein, M.; Zebger, I.; Lendzian, F.; Armstrong, F.A.; Friedrich, B.; Lenz, O. (2011). "A unique iron-sulfur cluster is crucial for oxygen tolerance of a [NiFe]-hydrogenase". Nat. Chem. Biol. 7 (5): 310–318. PMID 21390036. doi:10.1038/nchembio.555. 
  39. ↑ Stripp, S.T.; Goldet, G.; Brandmayr, C.; Sanganas, O.; Vincent, K.A.; Haumann, M.; Armstrong, F.A.; Happe, T. (2009). "How oxygen attacks [FeFe] hydrogenases from photosynthetic organisms". Proc. Natl. Acad. Sci. 106 (41): 17331–17336. Bibcode:2009PNAS..10617331S. PMC 2765078. PMID 19805068. doi:10.1073/pnas.0905343106. 
  40. ↑ Cohen, J.; Kim, K.; King, P.; Seibert, M.; Schulten, K. (2005). "Finding gas diffusion pathways in proteins: application to O2 and H2 transport in CpI [FeFe]-hydrogenase and the role of packing defects". Structure 13 (9): 1321–1329. PMID 16154089. doi:10.1016/j.str.2005.05.013. 
  41. ↑ Bingham, A.S.; Smith, P.R.; Swartz, J.R. (2012). "Evolution of an [FeFe] hydrogenase with decreased oxygen sensitivity". International Journal of Hydrogen Energy 37 (3): 2965–2976. doi:10.1016/j.ijhydene.2011.02.048. 
  42. ↑ 42,0 42,1 42,2 Lubitz, W.; Ogata, H.; Rudiger, O.; Reijerse, E. (2014). "Hydrogenases". Chem. Rev. 114 (8): 2081–4148. PMID 24655035. doi:10.1021/cr4005814. 

Véxase tamén[editar | editar a fonte]

Ligazóns externas[editar | editar a fonte]

Traído desde «https://gl.wikipedia.org/w/index.php?title=Hidroxenase&oldid=6510211»