Nitrogenasa

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La nitrogenasa ( EC 1.18.6.1 ) es un complejo de enzimas (multienzima) que realiza el proceso de fijación del nitrógeno atmosférico . Está ampliamente distribuido en bacterias y arqueas , mientras que todos los eucariotas carecen de él.

Edificio

El complejo consta de dos enzimas: la propia nitrogenasa (también llamada Mo-Fe-proteína y, en la literatura inglesa, dinitrogenasa) y la hidrogenasa (Fe-proteína o dinitrogenasa reductasa). Después de la separación, pierden sus propiedades catalíticas. La actividad enzimática, sin embargo, la poseen los "híbridos", por ejemplo, la proteína Mo-Fe de Azotobacter con la proteína Fe de la bacteria del nódulo .

La proteína Mo-Fe tiene una masa de aproximadamente 230 kDa y consta de 4 subunidades de dos tipos. Su cofactor contiene 2 átomos de molibdeno .

La proteína Fe tiene una masa de 64 kDa y consta de dos subunidades idénticas.

La nitrogenasa es oxidada irreversiblemente por el oxígeno molecular, lo que obliga a los fijadores de nitrógeno a buscar formas de proteger la enzima.

Cómo funciona

La reacción catalizada por la multienzima es la siguiente:

N 2 + 8H + + 8 e - + 16 ATP → 2NH 3 + H 2 + 16 ADP + 16F n

La nitrogenasa tiene una especificidad de sustrato baja y, en lugar de nitrógeno, puede reducir otros compuestos con un triple enlace : acetileno (el método para determinar la actividad de fijación de nitrógeno se basa en esta propiedad), cianuros y azidas (también en paralelo con la formación de hidrógeno):

do 2 h 2 + 2 h + → do 2 h 4 CN - + 7H + → NH 3 + CH 4 HN 3 → NH 3 + N 2

El donante de electrones en la reacción es ferredoxina reducida o flavodoxina . El electrón, que consume energía ATP , es transferido por la proteína Fe del donante a la proteína Mo-Fe, que, a su vez, dona un par de electrones tres veces a dos átomos de nitrógeno, reduciendo la molécula de N 2 unida en el centro activo . a dos NH 3 a través de las siguientes etapas:

nitrógeno → diamidahidracinaamoníaco .

Según otra versión, el proceso por pasos es energéticamente desfavorable y los seis electrones se transfieren a la vez en el centro activo [1]

Nitrogenasas alternativas

Se han descubierto varias nitrogenasas alternativas:

Notas

  1. BV Romanovsky. "Catálisis moderna: ¿ciencia o arte?". Revista educativa de Soros. - 2000. - T. 6 , N º 9 . - S. 43-48 .
  2. Ribbe M. , Gadkari D. , Meyer O. La fijación de N2 por Streptomyces thermoautotrophicus involucra una molibdeno-dinitrogenasa y una manganeso-superóxido oxidorreductasa que acoplan la reducción de N2 a la oxidación del superóxido producido a partir de O2 por una molibdeno-CO deshidrogenasa.  (Inglés)  // El Diario de química biológica. - 1997. - vol. 272, núm. 42 . - P. 26627-26633. —PMID 9334244 .

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