Hydrogénase

Les hydrogénases sont des enzymes qui catalysent l' oxydation réversible de l' hydrogène moléculaire :

${\ displaystyle \ mathrm {H_ {2} \ rightleftarrows H ^ {+} + H ^ {-} \ rightleftarrows 2 \ H ^ {+} + 2 \ e ^ {-}}}$

Cette réaction joue un rôle important dans la fixation de l'azote et dans la méthanogenèse de la biomasse en méthane . Les micro-organismes anaérobies ( archées / bactéries) et quelques micro-organismes aérobies ( bactéries , certaines algues ) contiennent des enzymes hydrogénases. Les méthanogènes consommateurs d'hydrogène vivent de manière syntrophique avec les bactéries formant de l'hydrogène. On estime qu'environ 150 millions de tonnes d'hydrogène sont produites chaque année par des micro-organismes.

Le terme «hydrogénase» a été introduit en 1931 par les deux chercheurs Marjory Stephenson et Leonard Hubert Stickland , qui ont découvert la réaction de Stickland . Comprendre comment ils fonctionnent et comment ils fonctionnent peut, pour. B. servent à améliorer les bioréacteurs à hydrogène .

Classification biochimique

EC  1.12.1.2 Hydrogénodéshydrogénase (hydrogène: NAD ⁺ oxydoréductase )

H ₂ + NAD ⁺ = H ⁺ + NADH

EC  1.12.1.3 Hydrogénodéshydrogénase ( NADP ) (hydrogène: NADP ⁺ oxydoréductase)

H ₂ + NADP ⁺ = H ⁺ + NADPH

EC  1.12.2.1 Cytochrome - c ₃ hydrogénase (hydrogène: ferricytochrome c ₃ oxydoréductase)

2H ₂ + ferricytochrome c ₃ = 4H ⁺ + ferrocytochrome c ₃

CE  1.12.7.2 Ferredoxin hydrogénase (hydrogène: ferrédoxine oxydoréductase)

H ₂ + ferrédoxine oxydée = 2H ⁺ + ferrédoxine réduite

EC  1.12.98.1 Coenzyme F ₄₂₀ Hydrogenase (hydrogène: Coenzyme F ₄₂₀ -oxydoréductase)

H ₂ + coenzyme F ₄₂₀ = coenzyme réduite F ₄₂₀

EC  1.12.5.1 hydrogène: quinone oxydoréductase

H ₂ + ménaquinone = ménaquinol

EC  1.12.98.2 5,10-méthényltétrahydrométhanoptérine hydrogénase (hydrogène: 5,10-méthényltétrahydrométhanoptérine oxydoréductase)

H ₂ + 5,10-méthényl tétrahydrométhanoptérine = H ⁺ + 5,10-méthylènetétrahydrométhanoptérine

EC  1.12.98.3 Methanosarcina phénazine hydrogénase [hydrogène: 2- (2,3-dihydropentaprényloxy) phénazine oxydoréductase]

H ₂ + 2- (2,3-dihydropentaprényloxy) phénazine = 2-dihydropentaprényloxyphénazine

Classification structurelle

La classification actuelle tient compte du fait que différents métaux tels que le nickel ou le fer, individuellement ou conjointement liés au soufre (généralement sous forme d'amas) ou non liés au soufre, constituent le centre catalytique des hydrogénases.

Littérature

• Thauer, RK. et coll . (2010): Hydrogénases provenant des archées méthanogènes, du nickel, un nouveau cofacteur et du stockage H2 . Dans: Annu Rev Biochem . 79; 507-536; PMID 20235826 ; doi : 10.1146 / annurev.biochem.030508.152103
• Tamagnini, P. et coll . (2007): Hydrogénases cyanobactériennes: diversité, régulation et applications . Dans: FEMS Microbiol Rev . 31 (6); 692-720. PMID 17903205 ; doi : 10.1111 / j.1574-6976.2007.00085.x .
• Vignais, PM. et Colbeau, A. (2004): Biologie moléculaire des hydrogénases microbiennes . Dans: Curr Issues Mol Biol . 6 (2); 159-188; PMID 15119826 ; PDF (accès gratuit au texte intégral)

Preuve individuelle

1. ↑ Thauer, RK. et coll . (2010): Hydrogénases provenant des archées méthanogènes, du nickel, un nouveau cofacteur et du stockage H2 . Dans: Annu Rev Biochem . 79; 507-536; PMID 20235826 ; doi : 10.1146 / annurev.biochem.030508.152103
2. ↑ Stephenson, M. et Stickland, LH. (1931): Hydrogénase: une enzyme bactérienne activant l'hydrogène moléculaire: Les propriétés de l'enzyme . Dans: Biochem J . Volume 25, Number 1, 1931, pp.205-214 , PMID 16744569 , PMC 1260629 (texte intégral gratuit).