Új módszer: Nyomjelzett vas az aktív központban
A Berlini Műszaki Egyetem és a hamburgi DESY szinkrotron laboratórium kutatói egy új stratégiával közelítették meg a problémát: egy speciális vasizotópot (&sup57;Fe) juttattak közvetlenül az enzim aktív központjába. Ez lehetővé tette, hogy a nukleáris rezonancia-vibrációs spektroszkópiát (NRVS) alkalmazzák, amely kifejezetten az ilyen vastartalmú molekulák rezgési jeleit képes érzékelni, még a gyenge hidrogénjelzéseket is.
Kétféle hidrid köztesállapot
Az eljárással sikerült közvetlenül azonosítani és elkülöníteni két, vashoz kötött hidrid-köztesállapotot az enzim működési ciklusában, amelyeket nehezebb hidrogénizotóppal (deutérium) végzett kísérletek és az Fe–H kötések fotobontása is megerősített. Meglepő módon a kétféle hidrid szinte teljesen eltérő kötési viselkedést mutatott, különböző energiaértékekkel. Az adatokból azonban kiderült: az enzim katalitikus [NiFe]-magja végig merev marad, ez pedig valószínűleg elengedhetetlen a rendkívül gyors elektron- és protonáramláshoz, és így a nagy hatékonysághoz.
Katalizátorok tervezésének jövője
A felfedezések egyszerre világítanak rá az élőlények energiaátalakító trükkjeire és adnak útmutatást a mesterséges katalizátorok fejlesztéséhez is. Úgy tűnik, a merev fémmag-szerkezet elengedhetetlen a hidrogén megkötésében és elbontásában, miközben bizonyos helyeken rugalmasságra is szükség van. Ha a hidrogénalapú energiatermelés elterjedését szeretnénk, a természet inspirációján alapuló, szintetikus katalizátorok és anyagok fejlesztése a következő nagy lépés: ezeknek egyszerre kell robusztusnak, olcsónak és hosszú élettartamúnak lenniük.
