鲁尔大学波鸿分校 信用:Pixabay/CC0公共域 氢化酶可以像昂贵的铂催化剂一样高效地转化氢
为了使它们可用于生物技术应用，研究人员正在详细解释它们是如何工作的
来自波鸿鲁尔大学和牛津大学的一个研究小组现在在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上报道说，由酶引起的质子和电子的转移在空间上是分离的，但仍然是耦合的，因此是效率的决定性因素
这篇文章于2020年8月10日在网上发表
最高效的氢气生产商 所谓的一类[FeFe]-氢化酶，例如在绿藻中发现的，是自然界最有效的氢气产生者
它们既能产生氢，也能分解氢
实际的化学反应发生在深埋在酶内的活性部位
“因此，反应所需的电子和质子必须找到一种有效的方法到达那里，”博士解释说
该论文的作者之一、波鸿光生物技术研究小组的奥利弗·兰普雷特说
电子传输是通过电线进行的，也就是说，由几个铁硫簇组成
质子通过由五个氨基酸和一个水分子组成的质子转移途径被转移到活性中心
光生物技术研究小组的负责人托马斯·哈普教授说:“虽然已知存在质子耦合电子转移机制，但研究人员迄今为止一直认为这种耦合只发生在活动中心本身。”
蛋白质工程使偶联变得可见 研究小组操纵氢化酶的方式使得质子转移明显变慢，但氢仍然可以被转化
使用动态电化学，他们表明氢转化率显著降低，更重要的是，需要显著的超电势来催化氢的产生或分裂
通过操纵质子转移途径，研究人员间接降低了电子转移的速度
奥利弗·兰普雷特总结道:“由于两条转移路线在空间上是分开的，我们假设这两个过程的长期协同耦合是有效催化所必需的。”
这些发现将有助于将来开发更高效的小型化氢化酶催化剂
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