氢化酶制氢取进展

据外国媒体报道：氢化酶是能够使用来自水中质子制造氢气的酶，这是与基于氢的未来绿色能源经济的重要反应。

含有这些酶的细菌在没有氧的情况下，糖代谢过程中经常产生氢气作为副产物。在此期间，其他类型的细菌消耗这种氢气作为能源。氢化酶是这两个过程中的关键酶，但是氢化酶只有在特定的条件下才是必需的，所以它们在细菌内部的合成必须根据氢的含量来调节。这个平衡是通过氢浓度敏感的感知氢化酶来实现的，细菌通过感测氢浓度来控制氢化酶的合成。

其中，有一种特殊类型的感知氢化酶，即所谓的感官[FeFe]氢化酶（HydS），到目前为止尚未完全表征。

近期，来自德国鲁尔河畔米尔海姆的马克斯·普朗克化学能量转化研究所的团队与日本北海道大学的低温科学研究所的研究人员一起，从一种嗜热细菌海栖热袍菌（Thermotogamaritima）中生产、提取并表征了HydS酶。研究人员使用最新开发的人工成熟技术和先进的光谱学方法对HydS酶进行了研究。研究人员发现，催化中心的蛋白质环境经过优化调整，可有效提高这种蛋白质的感官功能。

研究人员证明，催化中心对低含量的轻轻非常敏感，从而使酶有效地向细菌的调节系统发出氢浓度信号。这项研究为理解这些感知氢化酶如何工作提供了一个关键的理论。

若完全理解了氢化酶的作用机理，氢化酶机制的全貌可能让化学家了解如何为水电解槽和氢燃料电池建立更好的催化剂提供重要的线索，使未来氢能经济成为现实。

参考文献：

Nipa Chongdar, James A. Birrell, Krzysztof Pawlak, Constanze Sommer, Edward J. Reijerse, Olaf Rüdiger, Wolfgang Lubitz, Hideaki Ogata; "Unique spectroscopic properties of the H-cluster in a putative sensory [FeFe] hydrogenase"; Journal of the American Chemical Society; 2017