Дипломдық ЖҰмыс 5В070100 «Биотехнология» мамандығы

23 

 

1.6 Сутегі өндірісінің ферменттері 

Биологиялық әдістермен катализделген сутегі гидрогеназа және нитрогеназа   

сияқты екі ферменттің көмегімен жүреді. 

1.6.1 Гидрогеназалар 

[FeFe]-гидрогеназалар  темір  мен  күкірттің  ерекше  коэффициенттеріндегі 

молекулалық  сутектің  сіңуін  және  шығарылуын  катализдейді.  H2  босату 

реакциясында  электрохимиялық  артық  потенциалдың  болмауы  [FeFe]-

гидрогеназаны  биокатализдің  тиімді  мысалы  етеді,  сондай-ақ  гидрогеназалар 

нитрогеназалар сияқты оттегіге де сезімтал [70]. 

  Гдрогеназа  ферменттерінің  тіршілігі  оттегінің  төмен  концентрациясында 

қысқа.  Тек  сутегі  өндірісіне  жоғары  сезімталдығы  бар  модификацияланған 

гидрогеназа коммерциялық сутегі өндірісін жүзеге асыруға мүмкіндік береді. 

Гидрогеназалар-бұл  сутегі  өндірісі  мен  тұтынылуын  катализдейтін 

ферменттер.  Микроорганизмдер  жасушаларында  гидрогеназалар 1930  жылдары 

табылған,  бірақ  олардың  молекулалық  құрылымдары  жиырма  жыл  бұрын  ғана 

белгілі  болды  [71].  Жасыл  микробалдырлар  мен  цианобактериялық 

гидрогеназалар  ферменттердің  әртүрлі  тобы  болып  табылады.  Гидрогеназаның 

үш  түрлі  тобы  бар,  олар  [FeFe]-  гидрогеназа,  [NiFe]  -  гидрогеназа  және  [Fe]-

гидрогеназа. 

Гидрогеназа келесі реакцияны катализдейді: 

2H

+

 + 2e

-

        H

2

 

[FeFe]-гидрогеназа  H2  түзілуін  немесе  сутектен  босатылған  протонды 

катализдей  алады.  Ол  ядродағы  hydA  геномымен  шифрланған,  сонымен  қатар 

фермент пісіп болғаннан кейін хлоропласттардың ішінде локализацияланады [72]. 

Тек  эукариоттарда  табылған  [FeFe]-гидрогеназалар  ақуызбен  байланысқан. 

Қазіргі  уақытта  бұл  ақуыз  цитоплазмалық  күкірт  кластерінің  биосинтезінде 

немесе  репарациясында  маңызды  рөл  атқарады  деп  саналады  және  тәжірибе 

көрсеткендей, [FeFe]- 2Fe субкластері жоқ гидрогеназаға ұқсайды.  

[NiFe]-гидрогеназа  көптеген  гтдрогеназа  шығарады.  Цианобактериялардың 

құрамында  [NiFe]-екі  бағытты  сіңіру  процестері  мен  гидрогеназа  ферменттері 

үшін қажетті гидрогеназалар бар [73]. [NiFe]-гидрогеназа үлкен (~34 кДа) және 

кіші  (~64  кДа)  бөлімшелерден  тұрады.  Сутегі  молекуласын  байланыстыратын 

және  ыдырататын  белсенді  аймақ  [NiFe]  үлкен  субунитеттің  ортасына 

орнатылады,  оны  сутегі  арнасы  да  қолдайды,  ол  арқылы  H2  газы  белсенді 

орталыққа  өтеді  [74].  Шағын  бөлім  3  кластерден  тұрады  [FeS].  Электрондар 

[NiFe] аймағынан [FeS] кластерлері арқылы дистальды кластерге [FeS] ауысады, 

онда олар электронды акцепторға өтеді [75]. 

Ферменттің  жаңа  белгілі  гомодимері  [Fe]  кейбір  метаногендік  археаларда 

табылды  және  ол  әлі  де  зерттелуде.  [Fe]-гидрогеназа  құрылымы  жағынан  да, 

белсенділігі жағынан да қолайлы. Белсенді аймақ [Fe]-гидрогеназа құрамында бір 

цистеин  күкірт,  екі  цис-бағытталған  СО  және  гуанилилпиридинол  бидентатты 

лиганд бар бір ғана Fe аймағы бар фермент болып табылады[76]. 

жүктеу/скачать 0,95 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: