Purification and Molecular Characterization of an [FeFe]-Hydrogenase from Thermotoga hypogea.

Yang, X.Q., Hao, L., Zhu, H., et Ma, K. (2015). « Purification and Molecular Characterization of an [FeFe]-Hydrogenase from Thermotoga hypogea. », Current Biology, 4(2), p. 118-127. doi : 10.2174/2211550104666150414185950  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Thermotoga hypogea est une bactérie hyperthermophile qui utilise des glucides et des peptides pour produire de l’acétate, du CO2 et du H2. Une activité d’hydrogénase a été détectée dans un extrait acellulaire de T. hypogea, et une hydrogénase a été purifiée : il s’agit d’un homotétramère dont la base est une sous-unité de 65 kDa, comprenant 16 atomes de Fe et 11,6 atomes de soufre acidolabile par mole de sous-unité. Nous avons séquencé le gène codant cette hydrogénase et trouvé quatre noyaux fer-soufre comportant des groupements H dans la séquence du gène, ce qui signifie qu’il s’agit d’une hydrogénase [FeFe]. L’enzyme est sensible à l’oxygène, avec un t1/2 de 3 min lorsqu’elle est exposée à l’air, et résistante à la chaleur, avec des valeurs de t1/2 d’environ 40 et 15 min à 70 °C et à 85 °C, respectivement. La température optimale pour l’activité de l’hydrogénase est d’environ 85 °C. Le benzyl viologène (BV) et le méthylviologène (MV) pouvaient servir d’accepteurs d’électrons, et la Vmax apparente était de 1142 et 607 μmoles d’hydrogène oxydées min‑1 mg‑1, respectivement. En ce qui concerne l’absorption d’hydrogène, la Km apparente pour le MV et le BV était de 0,17 et 0,24 mM, respectivement. Quant à la production d’hydrogène, la Km apparente pour le MV était de 1,1 mM min‑1 mg‑1, et la Vmax apparente, de 192 μmol min‑1 mg‑1. La ferrédoxine purifiée de T. hypogea a servi de transporteur d’électrons. Le pH optimal pour l’absorption d’hydrogène était de 10,0, et celui pour la production d’hydrogène, de 8,0. La fonction physiologique de l’enzyme semble être la catalyse de la production d’hydrogène.

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