نيتروجيناز(Nitrogenase) لديه نوعان من الشيفرات وهي ( EC 1.18.6.1- EC 1.19.6.1 ) وهو مجموعة من الانزيمات التي تستخدمها بعض الكائنات الحية لإصلاح غاز النيتروجين في الغلاف الجوي والذي يستنشقه الإنسان في عملية التنفس (N 2). هناك وفقط عائلة واحدة من الانزيمات التي تنجز هذه العملية. وهي ثنائي النتروجين الخاملة تماما بسبب قوتها في كسر ذرة النيتروجين . نتروجيناز
أن تشكيل توازن الأمونيا من الهيدروجين والنيتروجين الجزيئي له محتوى سلبي عام من رد الفعل . ( \ دلتا H ^ {0} = -45.2 \ \ mathrm {كج} \، \ mathrm {مول ^ {-1}} \؛ \ mathrm {NH_3} )، و حاجز الطاقة لتنشيط عالية جدا ( E_A = 420 \ \ mathrm {كج} \، \ mathrm {مول ^ {-1}} ) دون مساعدة من الحفز. [1]
الوظيفة
البكتيريا المثبتة للنيتروجين تحفز الحد من ثنائي النتروجين (N (2)) وتحوله إلى جزيئين من الأمونيا (NH (3))،. والنتروجيناز الأكثر دراسة على نطاق واسع هو الموليبدينوم , الذي يعتمد على هذا الانزيم. والحد من هذا الانزيم ينطوي على التفاعل العابرة في اثنين من عناصرالبروتينات، وهم بروتين (الحديد) بروتين والبروتين المغنيسيوم، ويتطلب الحد الأدنى 16 المغنيسيوم ATP (MgATP)، وثمانية بروتونات وثمانية إلكترونات. تتم مراجعة الحالة الراهنة للمعرفة بشأن كيفية عمل هذه البروتينات والجزيئات الصغيرة معا في إحداث التخفيض في الأمونيا.
رد الفعل
رد الفعل أن يؤديه هذا الإنزيم هو:
\ mathrm {N_2 + 8 \ H ^ + + 8 \ ه ^ - + 16 \ ATP + 16 \ H_2O \ longrightarrow 2 \ NH_3 + + H_2 16 \ ADP + 16 \ P_i}
تفاعلات غير مرغوب فيها
بالإضافة إلى أداء رد الفعل N ≡ N → 2 NH 3، نتروجيناز هي أيضا قادرة على تحفيز التفاعلات التالية:</ref>[1]
- أسيتيلين → إيثيلين
- أكسيد النيتروس → N2 + H2O
- أزيد → N2 + NH3
- C≡N- → ميثان, NH3, إيثان, H2C=CH2 (CH3NH2)
- N≡C–R → RCH3 + NH3
- C≡N–R → CH4, H3C–CH3, H2C=CH2, بروبان, بروبيلين, RNH2
- كبريتيد الكربونيل → أحادي أكسيد الكربون + H2S [2][3]
- ثنائي أكسيد الكربون → CO + H2O [2]
- S=C=N– → H2S + HCN [3]
- O=C=N– → H2O + HCN, CO + NH3 [3]
وعلاوة على ذلك، هيدروجين يعمل بمثابة مثبط تنافسي، [4] أول أكسيد الكربون يعمل بمثابة مثبط غير تنافسية، وثاني كبريتيد الكربون يعمل بمثابة مثبط سريع التوازن في النتروجيناز.
المراجع
- G. N. Schrauzer (2003). "Nonenzymatic Simulation of Nitrogenase Reactions and the Mechanism of Biological Nitrogen Fixation". Angewandte Chemie International Edition in English. 14 (8): 514–522. doi:10.1002/anie.197505141. PMID 810048. مؤرشف من الأصل في 23 مارس 2020.
- Lance C. Seefeldt, Madeline E. Rasche, Scott A. Ensign (1995). "Carbonyl sulfide and carbon dioxide as new substrates, and carbon disulfide as a new inhibitor, of nitrogenase". Biochemistry. 34 (16): 5382–5389. doi:10.1021/bi00016a009. PMID 7727396. مؤرشف من الأصل في 14 نوفمبر 2019.
- Madeline E. Rasche and Lance C. Seefeldt (1997). "Reduction of Thiocyanate, Cyanate, and Carbon Disulfide by Nitrogenase: Kinetic Characterization and EPR Spectroscopic Analysis". Biochemistry. 36 (28): 8574–8585. doi:10.1021/bi970217e. PMID 9214303. مؤرشف من الأصل في 19 أكتوبر 2019.
- Joseph H. Guth, Robert H. Burris (1983). "Inhibition of nitrogenase-catalyzed ammonia formation by hydrogen". Biochemistry. 22 (22): 5111–5122. doi:10.1021/bi00291a010. PMID 6360203. مؤرشف من الأصل في 04 ديسمبر 2019.