氢化酶结构研究进展杜明.docVIP

第 7 卷 第 4 期 生物信息学 Vol.7 No.4 2 0 0 9 年 1 2 月 China Journal of Bioinformatics Dec .,2009 氢化酶结构研究进展 杜明1, 2 ,任南琪1 , ＊ ,张璐1 ,许继飞1 ,邱颉1 (1.哈尔滨工业大学市政环境工程学院, 哈尔滨 150090 ; 2.哈尔滨工业大学食品科学与工程学院, 哈尔滨 150090) 摘要:氢化酶是微生物代谢产氢过程中的关键酶, 也是目前生物制氢领域的研究热点。 本文综述了厌氧发酵产氢微生物中氢化酶的分类及特点, 以及[ Ni -Fe] 、[ Fe -Fe] 和[ Fe -S cluster -free] 三种氢化酶晶体结构和活性中心结构;阐述了多种微生物来源的氢化酶结构的研究进展, 对几种典型氢化酶的结构及活性中心进行了对比分析, 并根据当前研究热点, 对氢化酶的研究方向进行了展望。 本文阐述的内容信息量丰富且具有一定的实用性, 对于氢化酶相关领域研究具有重要的意义。 关键词:氢化酶;晶体结构;厌氧菌;进展 中图分类号:Q55 文献标识码:A 文章编号:1672-5565(2009)-04 -323-05 Review on Structure of Hydrogenase DU Ming1, 2 , REN Nan-qi1 , ＊ ,ZHANG Lu1 ,XU Ji-fei1 ,QIU Jie1 (1 .School of Municipal and Environmental Engineering , Harbin Institute of Technology , Harbin 150090 , China ; 2 .College of Food Science and Engineering , Harbin Institute of Technology , Harbin 150090 , China) Abstract :Hydrogenase is the key enzyme and plays an important role in the process of biohydrogen production , which is an interesting topic in this research field .In the paper , the classification of hydrogenase was described.According to lots of research results , the recent reports of crystal structure and active site structure of the three kinds of hydrogenases , [ Ni-Fe] ,[ Fe -Fe] and [ Fe -S cluster -free] , were quoted and contrasted.Moreover , some new approach and direction for hydrogenases were indicated.This review is informative and useful .The over-all presentation is good for the relative studies on hydrogenases . Key Words:Hydrogenase ;Crystal Structure ;Anaerobe bacteria;Advance 能源对于人类的生存、繁荣与发展是至关重要的。目前人类主要利用煤和石油等化石燃料作为初级能源,而这些能源却给人类带来全球气候改变, 环境污染 ,生态变异和健康问题。解决这些问题并实现人类的可持续发展目标 , 必然离不开可替代的清洁能源,以构筑新的能源体系。可再生清洁能源中 , 氢能源是极具潜力的未来替代能源之一[ 1 , 2] 。 氢化酶 (hydrogenase),也称为氢酶, 是一类存在于微生物体内的生物酶, 它能可逆催化氢气的氧化还原反应。1931 年 ,Stephenson 等人将微生物体内可以分解甲酸产生氢气的物质称为氢化酶。40 多年以后 ,人们才首次从巴氏梭菌中分离得到纯化的氢化酶。此后的很长一段时间内 ,氢酶的研究并未引起人们的重视 ,直到能源危机和环境污染等问题的出现,清洁型能源的研发迫在眉睫,氢化酶的潜在  重要性才逐渐被人们所认识。 目前 ,多种微生物来源的氢酶的分子结构、催化机理都在不同程度上得到了阐明。随着人类对能源需求急剧增加 ,利用微生物制取氢气已成为研究的热点问题 ,而