Nitrogenase

Die Nitrogenase ist ein Enzymsystem, das aus mehreren Proteinen besteht und unter Verbrauch von ATP aus Distickstoff Ammoniak produziert. Die Reduktion von N2 ist relativ "energieintensiv" und pro übertragenes Elektron müssen zwei Moleküle ATP hydrolysiert werden.

 

Die Gesamtreaktion kann als   N2  +  8 H+  +  16 Mg-ATP  +  8 e-   →  2 NH3 + H2 + 16 Mg-ADP  +  16 Phosphat   beschrieben werden.

 

Die Hauptkomponenten der Nitrogenase sind die Dinitrogenase-Reduktase, ein eisenhaltiges Enzym, das zunächst für die Ankopplung des Mg-ATP Komplexes verantwortlich ist und damit das Redoxpotential um ca. 100 mV absenkt. Das ermöglicht erst die Elektronenübertragung auf eine zweite Komponente, ein Eisen-Molybdän-Protein, das als eigentlich reaktives Zentrum angesehen werden kann. Die Nitrogenase ist ein gutes Beispiel für das Zusammenwirken chemisch reaktiver Zentren mit Metall-Komponenten, die hauptsächlich für Elektronenübertragungsprozesse verantwortlich sind.

Fe-Protein der Nitrogenase
(Elektronenübertragung, Potentialmodulation)

Fe-Mo-Protein der Nitrogenase (N2-Reduktion)


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