
氫化酶(hydrogenase)是一類催化氫氣(H₂)可逆氧化還原反應的金屬酶,廣泛存在于微生物和部分真核生物中。根據國際生物化學與分子生物學聯合會(IUBMB)分類,其系統編號為EC 1.12.7.2。該酶通過活化H₂分子參與能量代謝,将H₂分解為質子(H⁺)和電子(e⁻),或反向催化其合成,反應通式為: $$ text{H}_2 rightleftharpoons 2text{H}^+ + 2text{e}^- $$
金屬輔因子類型
三維結構
典型氫化酶由α和β亞基構成,活性位點埋藏在疏水通道内,通過鐵硫簇傳遞電子,輔以黃素蛋白或細胞色素作為電子載體。
氫化酶的基因序列分析表明,其起源可追溯至35億年前的無氧環境,為研究早期生命能量代謝提供了分子化石證據。
氫化酶(Hydrogenase)是一類存在于微生物中的金屬酶,主要催化氫氣(H₂)與質子(H⁺)之間的可逆氧化還原反應(反應式:H₂ ⇌ 2H⁺ + 2e⁻)。以下是其核心特點的詳細解釋:
氫化酶廣泛分布于厭氧微生物中,參與能量代謝過程,例如在産氫或耗氫的生化反應中起關鍵作用。它通過可逆催化氫氣與質子的轉化,幫助微生物在缺氧環境下獲取能量。
根據活性中心所含金屬的不同,氫化酶主要分為兩類:
氫化酶的活性中心含有獨特的金屬簇結構。例如,鐵鐵氫化酶的活性中心包含雙鐵核與一氧化碳、氰化物配體,這種結構啟發科學家嘗試合成人工模拟物,以開發低成本、環保的制氫技術。
氫化酶(尤其是鐵鐵型)在生物制氫領域具有重要價值,可能為可再生能源開發提供新途徑。然而,其實際應用仍面臨穩定性低、對氧氣敏感等挑戰。
如需進一步了解其化學性質(如CAS號)或具體反應機制,可參考化學數據庫或相關研究文獻。
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