铁氧还蛋白(ferredoxin,Fd)

这种铁硫蛋白的主要功能是为生物体内的 Fd 依赖酶传递电子,不参加催化反应,因此不是酶。所谓的 Fd 依赖酶主要指固氮酶、梭氏菌铁硫酶[为二磷酸腺苷→三磷酸腺苷(ADP→ATP)反应准备必要的条件]以及真菌和高等植物(光合作用)细胞中的各种酶体。所以 Fd 参与包括生物氨分子固定、水光解释放氧、以及生成 ATP 的 ADP 氧化磷酸化反应等一系列极重要的生化过程,可以说它是地球生命过程的一个基础。这类簇蛋白的活性中心有 2Fe-2S、4Fe-4S、8Fe-8S(2[4Fe-4S])和[4Fe

-4S]+[3Fe-nS](n≠3)等几种类型。所有这些中心的铁离子(3+ 或2+)均为畸变四面体硫配位,因此都是高自旋的。ESR 研究表明双中心Fe3+-Fe3+时基态总自旋 S=0,顺磁信号消失;Fe3+-Fe2+时呈顺磁性,总自旋 S=1/2;对于 Fe4S4 簇蛋白,占据畸变立方体顶点、相距 0.28nm 的 4 个 Fe 离子间同样存在很强的反铁磁性相互作用。Fd 的各类铁硫簇模型物的量化计算结果均表明Fe-Fe 间同时存在一定程度的非定域的金属-金属键。

如上所述,Fd 是非酶的铁硫蛋白。但自然界中也存在以铁硫原子簇为其活性中心的铁硫酶,至少某些氢醇属这种酶。其铁硫簇中心,在生物电子传递体(如铁氧还蛋白)作用下催化释氢。已知氢酶有几种类型, 如巴氏梭菌(Clostidium Pasterurianum)氢酶,含 Fe4S4;D.Vulgaris 菌氢酶所含的 12 个 Fe 原子,组成 3 个 Fe4S4 簇单元,传递电子效率高达

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