分离的FeMoCo在非蛋白周围底物和抑制剂相互作用中的催化反应C2H2 N2 CO
T.A.巴切诺娃，M.A.巴切诺娃，G.N.佩特洛娃
化学问题研究所。理论物理。拉斯。学会科学。，俄罗斯，Chernogolovka, 142432
了解底物在活性位点的还原机理固氮酶研究了分离得到的FeMo-co在非酶环境(DMF, Eu/Hg, PhSH)中对C2H2，和/或CO，和/或N2还原的催化反应活性。从Fe:Mo比值和重建肺炎克雷伯菌Kp5058粗提物中FeMo-co缺陷MoFe蛋白(NifB-Kpl)活性的能力评价了催化反应前后的FeMo-co萃取物的质量。研究发现，在这些反应过程中，FeMo-co的结构完整性得以保留。研究了FeMo-co萃取催化C2H2还原的稳态动力学。研究人员特别发现，被Eu/Hg还原的FeMo-co团簇在两个能够结合和还原乙炔的位点之间表现出底物诱导的协同性(Bazhenova et al. 2000)。观察到C2H2还原对PhSH浓度的依赖性呈钟形分布。FTIR光谱检测了C2D2还原的立体特异性。Q5-C2D2H2被证明是主要产物(Bazhenova et al. 2001)。
一氧化碳(CO)在该体系中不被还原，但它是分离的FeMo-co催化C2H2还原的有效抑制剂。CO的抑制类型被证明是可逆的和竞争性的，而不是非竞争性的(Bazhenova et al. 2001)。乙烯和乙烷形成的抑制常数不同:对于C2H4 K (atm) = 0.004，对于C2H6 K (atm) = 0.009。CO对不同C2H2键合位点的抑制作用不同。
我们发现，在低不饱和C2H2压力下，二氮抑制了FeMo-co在DMF溶液中以Eu/Hg为还原剂催化的乙炔还原反应。抑制类型被证明是竞争性和可逆的，对于C2H4和C2H6的形成Kt = 0.49 atm N2 (Bazhenova 2001)。分离得到的FeMo-co催化乙炔还原的N2抑制常数与野生型固氮酶al95Gln (Kim C-H et al. 1995)和al95Asn (Fisher et al. 2000)的N2抑制常数相似。因此，我们得出结论，有可能在非酶促条件下获得能够结合N2分子的分离辅因子状态。
在这些结果的基础上，我们得出结论，被Eu/Hg还原的分离FeMo-co具有两个不同的底物和抑制剂结合位点。其中一个位点(位点1)对C2H2结合和还原具有高亲和力(Km = 0.006 atm C2H2)，也可以可逆结合N2或CO分子而不还原。另一个位点(位点2)对C2H2结合的亲和力要低得多(两个C2H2结合位点的有效Km均为0.08 atm)，也可以结合CO，但不能结合N2。
对所有结果的分析表明，FeMo-co从蛋白质基质中分离出来后，其催化还原Nf的能力丧失，还原乙炔和质子的能力丧失，在适当的化学还原剂作用下可逆配位N2分子的能力基本保持不变。
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