{"id":145913,"date":"2024-06-14T07:32:00","date_gmt":"2024-06-14T05:32:00","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=145913"},"modified":"2024-06-10T12:54:40","modified_gmt":"2024-06-10T10:54:40","slug":"auf-dem-weg-zu-wasserstoff-aus-algenenzymen","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/auf-dem-weg-zu-wasserstoff-aus-algenenzymen\/","title":{"rendered":"Auf dem Weg zu Wasserstoff aus Algenenzymen\u00a0"},"content":{"rendered":"\n\n\n
\"\nThomas
Thomas Happe, Rieke Haas und Ulf-Peter Apfel (von links) untersuchten das katalytische Zentrum der Algen im Detail, um die Voraussetzungen f\u00fcr die Wasserstoffherstellung besser zu verstehen. \u00a9\u00a0RUB, Marquard<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Manche Algen sind in der Lage, unter bestimmten Bedingungen Wasserstoff herzustellen, einen begehrten gr\u00fcnen Energietr\u00e4ger. Seine Herstellung l\u00e4uft im einzigartigen katalytischen Zentrum der einzelligen Algen ab und funktioniert nur, wenn auch entsprechende Kofaktoren der verantwortlichen Proteine anwesend sind. Den Zusammenbau eines solchen Kofaktors, des sogenannten Wasserstoff-Clusters, konnten Forschende der Ruhr-Universit\u00e4t Bochum aufkl\u00e4ren. Sie beschreiben insbesondere die bisher ungekl\u00e4rte Rolle des Enzyms HydF, das an den letzten Schritten des Zusammenbaus beteiligt ist, in der Zeitschrift\u00a0Journal of the American Chemical Society (JACS)<\/a><\/em>\u00a0<\/a>vom 31. Mai 2024.<\/strong><\/p>\n\n\n\n

Liganden am Cluster machen Wasserstoffproduktion erst m\u00f6glich<\/h3>\n\n\n\n
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\u201eEisen-Schwefel ([FeS])-Cluster sind essenzielle, weitverbreitete Protein-Kofaktoren, welche unterschiedlichste Funktionen in der Zelle einnehmen\u201c, erkl\u00e4rt Erstautorin Rieke Haas<\/strong> aus der Arbeitsgruppe Photobiotechnologie der Ruhr-Universit\u00e4t Bochum<\/strong> von Prof. Dr. Thomas Happe. <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Zum Beispiel sind sie an der Katalyse von chemischen Reaktionen, dem Transfer von Elektronen, dem Wahrnehmen von sich \u00e4ndernden Umgebungsbedingungen oder der Synthese anderer komplexer Metallkofaktoren beteiligt.<\/p>\n\n\n\n

Auch die Wasserstoff-produzierenden [FeFe]-Hydrogenasen der Algen besitzen ein [FeS]-Cluster \u2013 das einzigartige katalytische Zentrum. Es erm\u00f6glicht die Produktion des gr\u00fcnen Energietr\u00e4gers Wasserstoff unter milden Reaktionsbedingungen und ist somit ein wichtiger Forschungsschwerpunkt der zukunftsorientierten Energiegewinnung. <\/p>\n\n\n\n

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\u201eIhr Kofaktor besitzt neben Eisen- und Schwefelatomen weitere Liganden, welche den Umsatz von Wasserstoff erst erm\u00f6glichen\u201c, erl\u00e4utert Rieke Haas<\/strong>. \u201eSomit ben\u00f6tigt die Biosynthese des Kofaktors eine komplexe Abfolge verschiedener Syntheseschritte, um alle ben\u00f6tigten Komponenten bereitzustellen.\u201c <\/p>\n<\/blockquote>\n\n\n\n

Daf\u00fcr braucht der Organismus einen auf diesen Prozess zugeschnittenen Biosynthese-Apparat, welcher unter anderem drei Enzyme beinhaltet, die f\u00fcr die Hauptsyntheseschritte verantwortlich sind. Besonders die Rolle des Enzyms HydF, welches an den letzten Schritten des Zusammenbaus beteiligt ist, war bisher in gro\u00dfen Teilen ungekl\u00e4rt.<\/p>\n\n\n\n

Die Rolle einzelner Aminos\u00e4uren<\/h3>\n\n\n\n

Mittels ortsspezifischer Mutagenese konnten die Forschenden neue Erkenntnisse dar\u00fcber gewinnen, wie der Kofaktor-Vorl\u00e4ufer in das Enzym integriert wird und wie einzelne Aminos\u00e4uren an der Verankerung und Synthese beteiligt sind. Dabei spielt HydF eine Rolle w\u00e4hrend der Synthese eines Liganden, der essenziell f\u00fcr die Anlieferung von Protonen f\u00fcr den Wasserstoffumsatz ist. Mittels Methoden wie Wasserstoffproduktionsmessungen und ATR-FTIR-Spektroskopie gewann das Team einen detaillierten Einblick in die Funktionsweise von HydF und besonders die Rolle spezifischer Aminos\u00e4uren. Die neuen Erkenntnisse bieten Einblicke in die bisher unbekannte Funktionsweise des Reifungsenzyms HydF und k\u00f6nnen somit helfen, die Biosynthese des einzigartigen Kofaktors von [FeFe]-Hydrogenasen besser zu verstehen.<\/p>\n\n\n\n

F\u00f6rderung<\/h3>\n\n\n\n

Die Arbeiten wurden unterst\u00fctzt von der Deutschen Forschungsgemeinschaft im Rahmen der Exzellenzinitiative des Bundes und der L\u00e4nder (Exzellenzcluster RESOLV) und der VolkswagenStiftung.<\/p>\n\n\n\n

Originalver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n\n\n\n

Rieke Haas, Oliver Lampret, Shanika Yadav, Ulf-Peter Apfel, Thomas Happe: A Conserved Binding Pocket in HydF is Essential for Biological Assembly and Coordination of the Diiron Site of [FeFe]-Hydrogenases, in: JACS, 2024, DOI: 10.1021\/jacs.4c01635<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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