Eisen‐Schwefel‐Enzyme zur Stickstoff‐Fixierung

Metalloproteine gehören zu den ältesten und wirkungsvollsten Biokatalysatoren. Ihre Treibkraft erhalten sie durch die Synergie zwischen dem Metallionen‐Cluster des komplex gebundenen Cofaktors und der umgebenden, das Aktive Zentrum bildenden Proteinmatrix. Die Eisen‐Schwefel‐Packungen der Rub‐ und Ferredoxine dienen als Elektronentransporter mit hohem Redoxpotential, aber auch als Isomerisierungshilfen, wie in der Aconitase, und zur Aktivierung kleiner gasförmiger Moleküle, wie in den Hydrogenasen (H 2 )und Nitrogenasen (N 2 ). Diese können schwierige Reaktionen unter milden Bedingungen hochwirksam katalysieren. Ein Paradebeispiel sind die Nitrogenasen, die unter biologischen Umgebungsbedingungen Stickstoff nach N 2 +3 H 2 → 2 NH 3 reduzieren und damit etwa 80 % des Düngestickstoffs zur Verfügung stellen, während die restlichen höchst energieverschleißend nach dem Haber‐Bosch‐Verfahren bei 400 °C und 450 Atü industriell erzeugt werden.