DSC00056 (38)

i łatwo może ulec oderwaniu. W bakteriach wchodzących w związki symbiotyczne z roślinami, np. Rhizobium i Bradyrhizobium, klasteiy te występują w postaci 1 Mo-3Fe-3S i 4Fe-3S i są powiązane ze sobą trzema dodatkowymi atomami siarki nieorganicznej. Atom molibdenu jest połączony z homocy-trynianem, analogiem cytrynianu. Nitroge-naza bakterii symbiotycznych zawiera zawsze molibden, dlatego jest on mikroelementem nieodzownym do symbiotycznego wiązania N2. Bakterie wolnożyjące w razie braku molibdenu w podłożu zastępują go w kompleksach Mo-Fe-S wanadem lub żelazem. Powstałe w ten sposób nitrogenazy alternatywne, V-nitrogenaza i Fe-nitrogena-za, słabiej redukują N2, natomiast wytwarzają więcej H2 (patrz niżej). Pytanie, w jaki sposób nitrogenaza, która nie ma w centrum aktywnym Mo ani V, jest w stanie rozbić cząsteczkę azotu, pozostaje na razie bez odpowiedzi.

Mniejsze białko - reduktaza dinitroge-nazy, zwana też białkiem Fe, zbudowana jest z dwóch identycznych podjednostek

0    masie 30 - 72 kDa koordynujących symetrycznie pojedynczy klaster żelazo-siarkowy, 4Fe-4S. Jego funkcją jest wiązanie ATP

1    dostarczanie elektronów dinitrogenazie.

Do działania nitrogenazy konieczna jest obecność ATP i Mg²⁺. Utlenione białko Fe w reakcji cyklicznej przyjmuje elektrony od zredukowanej ferredoksyny (Fd) lub flawo-doksyny (Fld), po czym tworzy kompleks z dwoma Mg²⁺ i ATP. W tej postaci łączy się z białkiem MoFe i przekazuje mu elektrony. Redukcja białka MoFe jest sprzężona z hydrolizą związanego ATP. W dinitrogenazie elektrony najpierw ulegają akumulacji w klasterze żelazowym, a następnie zostają przekazane na klaster żelazowo-molibdeno-wy. W ten sposób powstaje aktywny enzym zdolny do wiązania i redukcji N2 .

Dzięki obecności żelaza procesy oksydoredukcyjne zachodzące w obu białkach nitrogenazy można śledzić metodami spektroskopowymi: spektroskopią elektronowego rezonansu paramagnetycznego oraz mossbaue-rowską. In vitro jako czynnika redukcyjnego używa się ditionianu sodu (Na₂S₂0₄). Naturalny substrat reakcji, azot, można zastąpić acetylenem (HCsCH) lub cyjano-