질소 분해 효소 효소 복합체는 2 개의 메탈로 엔자임, 즉 몰리브덴-아이언 (MOFE) 단백질 및 철-황 (FES) 단백질로 구성된다. MOFE 단백질은 N2 환원이 발생하는 활성 부위를 보유하고, FES 단백질은 전자 공여체 및 ATP 가수 분해 장치로서 작용한다.
질소 결합 :
1. 기판 접근 : 질소 제 활성 부위는 MOFE 단백질 내에 깊이 묻혀 섬세한 N2 환원 공정을위한 보호 환경을 만듭니다. 일련의 아미노산 잔기 및 몰리브덴 보조 인자 (mofe7S9C- 호모 시트 레이트)는 "FEMO 보조 인자"를 형성하는데, 이는 N2의 결합 부위로서 작용한다.
2. 약한 바인딩 : 질소는 N-N 트리플 결합이 FEMO 클러스터와 평행 한 "사이드 온"상호 작용을 통해 FEMO 보조 인자에게 가역적으로 결합합니다. 이 약한 결합은 N2의 필요한 이동성 및 활성화를 허용합니다.
질소 감소 :
1. ATP 가수 분해 : FES 단백질은 ATP를 가수 분해하여 질소 감소 공정에 에너지를 제공합니다. 이 가수 분해는 MOFE 단백질로 전달되는 고 에너지 전자를 생성합니다.
2. 전자 전달 : 고 에너지 전자는 MOFE 단백질 내의 일련의 철-황 클러스터를 감소시켜 궁극적으로 전자를 FEMO 보조 인자에게 전달합니다.
3. 양성자 및 환원 절단 : 감소 된 FEMO 보조 인자는 주변 환경에서 양성자 (H+)와 상호 작용합니다. 이 양성자는 전자와 함께 N-N 트리플 결합의 절단으로 이어지는 일련의 양성자 감소 단계에 참여합니다. 이 과정은 2 개의 NH3 분자의 형성을 초래한다.
질소 분해 효소 메커니즘은 ATP 가수 분해, 전자 전달 및 양성자-환원 반응의 다중주기를 포함한다. 각주기는 N2가 완전한 감소에 더 가깝게 만들어 결국 두 분자의 암모니아를 산출합니다. 효소 복합체는 또한 촉매 사이클 동안 일련의 형태 변화를 겪고, 이는 기질 결합, 전자 전달 및 생성물 방출을 촉진한다.
질소 분해 효소를 이해하는 데있어 상당한 진전에도 불구하고, 완전히 설명해야 할 메커니즘의 측면이 여전히 남아 있습니다. 추가 연구는 질소 감소와 질소 분해 효소 활동의 조절과 관련된 복잡한 단계에 대한보다 자세한 설명을 제공 하여이 중요한 생물학적 과정에 대한 우리의 이해에 기여하는 것을 목표로합니다.
