nitrogenasa

Nitrogenasa
1. Introducción
Nitrogenasa juega un papel clave en el ciclo global del nitrógeno. Albergado en un grupo de microorganismos llamados diazótrofos, nitrogenasa es capaz de catalizar la reducción de dinitrógeno atmosférico (N2) a biodisponible amoniaco (NH3) en un proceso dependiente de nucleótidos [1,2]. La reacción global catalizada por la nitrogenasa se ​​representa generalmentecomo N2 + ​​8H + ++ 8E- 16ATP➔2NH3 + H2 + + 16ADP 16Pi. La capacidad de los nitrogenasa para romper el N`N inerte triple enlace en condiciones ambientales no sólo permite la producción de una amplia oferta de "fija" nitrógeno a través de un proceso biológico leve, pero también hace que la nitrogenasa un tema fascinante desde el punto de vista de la energía química. Como tal, la nitrogenasa haseguido siendo un tema de intensa investigación para décadas. Tres nitrogenasas homólogas, es decir, el molibdeno (Mo), vanadio (V) y hierro (Fe) nitrogenasas -sólo, se han identificado [3]. Entre ellos, los más estudiados es la nitrogenasa Mo de Azotobacter vinelandii, que consiste en (i) la proteína de Fe (o nifH), un dímero-γ2 que contiene un clúster [Fe4S4] entre las dos subunidades y uno Sitio deunión de ATP dentro de cada subunidad; y (ii) la proteína Mofe (o NifDK), un tetrámero α2β2 que contiene dos metallocenters complejos por par αβ-subunidad: a-cluster P ([Fe8S7]) en cada interfaz / β-subunidad α y un grupo-M ([MoFe7S9C-homocitrate]) dentro de cada α-subunidad [4-7]. Tras la renovación del sustrato, las dos proteínas componentes de Mo nitrogenasa formar un complejo funcional [8],lo que facilita la transferencia inter-proteína de los electrones en la secuencia de [Fe4S4] agrupados (NifH) → P-cluster (NifDK) → M-cluster (NifDK) y la posterior reducción de sustratos en el sitio M-cluster (Fig. 1). El Pand M-clusters son intrigantes desde un punto de vista químico, ya que ambos son metalloclusters alta nuclearidad que han evadido química exitosa síntesis hasta ahora. Por otraparte, estos grupos son biológicamente importantes, como sus propiedades estructurales y redox únicas subyacen a la reactividad distintivo de nitrogenasa. El P-cluster media el flujo de electrones desde nifH a NifDK. En puente entre los α- y β-subunidades de NifDK, se encuentra a 10 Å por debajo de la superficie de la proteína [4,5]. Estructuralmente, el grupo P puede ser vistos como dos [Fe4S3]cubanes parciales puenteados por un μ6-sulfuro en entre (Fig. 2A y B). En presencia de un exceso de ditionito, la P-cluster existe en un estado diamagnético todo ferrosos (designado el Estado PN). Tras el tratamiento de un tinte oxidante [por ejemplo, indigodisulfonate (IDS)], el estado PN puede ser de dos electrones oxidado a S estable = entero (3 o 4) Estado (designado el estado POX), que muestrauna característica, -modo paralelo señal EPR1 a g = 11,8 [9-11]. En tanto PN y Estados (POX. Figura 2A y B), la P-cluster se coordina de forma covalente a NifDK por seis ligandos cisteinil: tres de la α-subunidad (Cysα62, Cysα88 y Cysα154) y tres de la β-subunidad (Cysβ70, Cysβ95 y Cysβ153). Tanto las estructuras PN y viruela tienen cada uno de los Cysα62, Cysα154, Cysβ70 y ligandos Cysβ153ligarán con un átomo de Fe, y cada uno de los residuos Cysα88 y Cysβ95 ligar a dos átomos de Fe








Sin embargo, los dos estados de oxidación del grupo-P no difieren en sus estructuras básicas, con la mitad del estado POX en un entorno más abierto conformación (. Fig 2B). Tal un eordenamiento en la estructura de clúster es además acompañado de cambios en la ligación entre el clúster y laproteína [13]. En comparación con el estado PN, se coordina el estado POX por dos ligandos de proteínas adicionales: Serβ188, que coordina una Átomo de Fe a través de un ligando Oγ junto con el grupo de cisteinil Cysβ153; y Cysα88, que coordina un átomo de Fe a través de una red troncal amida N ligando y un grupo de cisteinil (Fig. 2B). El M-cluster sirve como el sitio activo para la reducción de...