Isolation and characterization of enzymes involved in hydrogen metabolism from Pyrococcus Furiosus

Abstract

Ma et al. (Ma et al. (1994) FEMS Microbiol. Lett. 122: 245-250) sugeriram que no organismo hipertermofílico Pyrococcus furiosus a eliminação de equivalentes redutores através da produção de H2 seguia a sequência:fermentação ferredoxina FNOR(SuDH) NADPH sulfidrogenase H+ [1]O presente trabalho descreve a investigação individual das enzimas envolvidas neste processo (SuDH e sulfidrogenase) e o estudo das actividades fisiológicas em extractos celulares. Os resultados obtidos fornecem uma nova visão do metabolismo do H2 neste organismo.A sulfidrogenase de Pyrococcus furiosus é um complexo heterotetramérico com actividades de hidrogenase e de redutase de enxofre. Além de um agregado dinuclear de NiFe, prevê-se que contenha uma molécula de FAD e seis agregados de ferro-enxofre. Ao contrário de relatos anteriores, parece cumprir principalmente um papel de absorção de H2. Incubação a 80ºC provoca uma auto-redução espontânea da sulfidrogenase. Este fenómeno permitiu pela primeira vez a observação por ressonância paramagnética electrónica do centro de NiFe de uma hidrogenase hipertermofílica. Esta atravessa um conjunto de estados, alguns dos quais são semelhantes a estados observados anteriormente em hidrogenases mesofílicas. A complexidade das transições observadas reflecte uma combinação de activação e potenciais redox dependentes da temperatura. Apenas três sinais de Fe/S são observados por RPE após redução por ditionito, NADPH ou pelo redutor interno após aquecimento. Provavelmente todos os outros agregados possuem potenciais de redução bastante inferiores ao do par H+/H2. A desidrogenase do sulfureto (SuDH) é uma proteína heterodimérica que contém duas moléculas de FAD, um agregado [3Fe-4S](1+;0), um agregado [4Fe-4S](2+;1+) e um agregado [2Fe-2S](2+;1+). Este exibe valores de g e potencial de redução semelhantes aos de agregados do tipo Rieske. No entanto, uma análise comparativa das sequências das subunidades revela que este agregado é coordenado por u ...