Cтраница 1
Гидрогеназы - одна из групп FeS-содержащих ферментов, катализирующих реакции поглощения и выделения молекулярного водорода, обнаружены у разных групп эубактерий: облигатных анаэробов и аэробов, факультативных форм, у хемо - и фототрофных организмов. Различаются строением молекулы, природой доноров и акцепторов электронов, с которыми взаимодействуют, локализацией в клетке, выполняемыми функциями. [1]
Гидрогеназы - ферменты, катализирующие реакцию переноса ( или присоединения) водорода к субстрату, который служит акцептором электронов. [2]
Гидрогеназы многих прокариот также обнаруживают высокую чувствительность к молекулярному кислороду, которая in vitro в большой мере зависит от метода выделения и степени очистки. Как правило, более устойчивы к 02 неочищенные ферментные препараты. По сравнению с мембрансвязанным ферментом устойчивость к 02 гидрогеназы, отделенной от мембраны, обычно ниже. Фермент, полученный из клеток анаэробов, более чувствителен к 02, чем выделенный из клеток аэробных прокариот. [3]
Гидрогеназы, имеющие различную локализацию, вероятно, выполняют в клетке разные функции. Связанный с мембранами фермент не способен восстанавливать НАД, передает электроны непосредственно в дыхательную цепь на уровне флавопротеинов, хинонов или цитохрома Ъ и, таким образом, имеет отношение только к энергетическим процессам. Растворимая гидрогеназа переносит электроны на молекулы НАД 1, которые участвуют далее в различных биосинтетических реакциях. [4]
Гидрогеназы других эубактерий могут иметь более сложное строение: состоять из нескольких неидентичных субъединиц, содержать помимо FeS-центров флавины в качестве простетических групп. [5]
Функция этой гидрогеназы заключается, по-видимому, в использовании йодорода, образующегося при фиксации молекулярного азота. [6]
Под действием фермента гидрогеназы активируется водород, акцептируемый диоксидом углерода с образованием метана [ 89, с. В первой фазе брожения расщепляются сложные органические вещества с образованием органических кислот, в результате пего сточные воды подкисляются до рН 5 - f - G. Затем под действием метановых, бактерий кислоты разрушаются с образованием СН4 и ССь. Одновременно может происходить сбраживание других соединений. [7]
Бактериальные ферменты ( гидрогеназы), способствующие гидрированию, катализируют реакции восстановления сульфатов молекулярным водородом. [8]
![]() |
Доля природных штаммов Rhizobium и Bradyrhizobium, у которых есть система ассимиляции водорода ( HUP 1. [9] |
Многие микроорганизмы синтезируют более одной гидрогеназы, при этом часто они состоят больше чем из одной полипептидной цепи. Одни гидрогеназы только связывают атмосферный водород, в то время как другие при соответствующих условиях могут также синтезировать его. Из всего этого следует, что вряд ли для преобразования штамма Hup - Rhizobium в Нир будет достаточно простого включения в его геном гена одной из гидрогеназ. Включенный ген ( ы) должен кодировать все субъединицы фермента, который должен быть совместим с электронтранс-портной системой организма-хозяина. [10]
![]() |
Некоторые виды аэробных бактерий, окисляющих водород. [11] |
У аэробных водородных бактерий встречаются гидрогеназы двух типов: Д) храстворимые, находящиеся в цитоплазме и восстанавливающие NAD ( Нд: NAD-оксидоредуктазы), и 2) мембраносвязанные. [12]
Если водородные бактерии содержат обе формы гидрогеназы, функции между ними четко разделены. В случае отсутствия у водородных бактерий цитоплазматической гидрогеназы возникает проблема получения восстановителя при хемолитоавтотрофном способе их существования. При функционировании только цитоплазматической гидрогеназы она выполняет обе функции: часть восстановительных эквивалентов с НАД Н2 поступает в дыхательную цепь, другая расходуется по каналам конструктивного метаболизма. Таким образом, из всех хемолитоав-тотрофных эубактерий только водородные бактерии с помощью определенной формы гидрогеназы могут осуществлять непосредственное восстановление НАД окислением неорганического субстрата. В электронтранспортную цепь электроны, следовательно, могут поступать с НАД Н2 или включаться на уровне переносчиков с более положительным окислительно-восстановительным потенциалом. [13]
Углеродные материалы с иммобилизованным ферментом гидрогеназа были использованы [216] для ускорения процесса электроокисления водорода. В качестве медиатора - переносчика электронов с активного центра гидрогеназы на электрод был использован метилвиологен. [14]
Это комплекс состоит из формиатдегидрогеназы, гидрогеназы и переносчиков электронов. [15]