Надо Знать

добавить знаний



Нитрогеназы



(подробнее)

Nitrogenase (КФ 1.18.6.1) - фермент, используемый организмами для фиксации атмосферного азота (N 2). Атмосферный азот в форме N 2 относительно инертный благодаря своему тройном связи. Поэтому фермент требует много химической энергии, освобождается за счет гидролиза АТФ и восстановления таких агентов, как дитионит (обычно in vitro) или ферродоксин in vivo. Продуктом реакции обычно являются аммиак, который сразу объединяется с глютаматом, формируя глютамин. Фермент состоит из гетеротетрамеру белка MoFe, который на короткое время связывается с гомодимерним белком Fe. Нитрогеназы приобретает восстановительных свойств когда она заьязуеться с восстановленным и связанным с нуклеотидом белком Fe. Гетерокомплекс проходит через цикл ассоциации и дисоциации чтобы перенести один электрон, является ограничивающим шагом процесса. Процесс требует много энергии, требуя наличия донора электрона и АТФ для обеспечили восстановительных свойств. Точный механизм катализа все еще неизвестен из-за трудностей в получении кристаллов нитрогеназы со связанным азотом, потому что в свободном состоянии белок MoFe не связывает азот, а сам процесс работы фермента требует как минимум трех переносов электрона на один катализ. Нитрогеназы может связывать ацетилен и угарный газ, которые являются неконкурентным субстратом и ингибитором фермента соответственно. Газообразный азот, однако, является конкурентоспособным субстратом для ацетилена, потому что он предотвращает связывание ацетилена и, кроме того, ацетилен требует только один электрон для восстановления [1].

Все нитрогеназы имеют кофакторы с атомами серы и железа, которые включает гетерометал в активном сайте. В большинстве, гетерометалом есть молибден, хотя в некоторых видах вместо него используется ванадий или железо.

Благодаря окислительным свойствам кислорода, большинство нитрогеназы безвозвратно ингибируются кислородом (O 2), который навсегда окисляет FE-S кофакторы. Поэтому фиксация азота требует механизмов избежания кислорода in vivo. Несмотря на эту проблему, многие организмы используют кислород как терминальный акцептор электрона для дыхания. Один известный исключение - недавно обнаружена нитрогеназы бактерии Streptomyces thermoautotrophicus, способна работать при наличии кислорода. Кроме того, Azotobacteraceae известны своей способностью использовать киснечутливу нитрогеназы при аэробных условиях. Эта способность ранее приписывалась высокой скорости метаболизма, что позволяет восстановления кислорода на мембране, но идея оказалась необоснованной и невозможной при кислородных концентрациях более 70 мкм (обычная естественная концентрация - 230 мкм O 2) и при ограничения питательных веществ [2].

Реакция, которую катализирует этот фермент, следующая:

N 2 + 8H + + 8e - + 16 ATP → 2NH 3 + H 2 + 16ADP + 16 Pi

Группы организмов и клетки, содержащие нитрогеназы, включают (эти группы перекрываются):


См.. также


код для вставки
Данный текст может содержать ошибки.

скачать

© Надо Знать
написать нам