固氮酶单、双钼铁钼辅基的制备和特性

固氮酶单、双钼铁钼辅基的制备与N-甲基甲酰胺碱度有关．质子激发X射线发射光谱和电感耦合等离子体发射光谱分析技术测定单、双钼铁钼辅基的钼铁流元素组成比值均为1∶6∶6．在紫外可见光谱区内，单、双钼铁钼辅基均无特征吸收峰，不含高柠檬酸盐。

固氮酶铁钼辅基理化特性的研究

在紫外可见光谱区内，固氮酶铁钼辅基〔（Ｍｏ_２Ｆｅ_（１２）Ｓ_（１２））４－〕均无特征吸收峰，不含高柠檬酸盐。含双钼的铁硫簇〔（Ｍｏ_２Ｆｅ_（６～１２）Ｓ_（６～１２））^（１～４）－〕的电荷数、颜色与该金属簇中的亚铁量成对应关系，并都有较高的生物重组活性．

高柠檬酸盐对固氮酶铁钼辅基重组活性的影响

用高柠檬酸铁、柠檬酸钠、ＡＴＰ和Ｎａ２ＭｏＯ４分别处理ＦｅＭｏｃｏ，然后与ＵＷ４５组份Ⅰ蛋白进行重组，结果发现，高柠檬铁和柠檬酸钠分别使ＦｅＭｏｃｏ重组体的Ｃ２Ｈ２还原活性提高６７％和５４％，Ｎ２还原活性分别提高１７０％和１３５％．ＦｅＭｏｃｏ与ＡＴＰ预作用后再分别与高柠檬酸铁、柠檬酸钠作用，其重组体的Ｃ２Ｈ２还原活性分别提高１２１％和１１９％，而Ｎ２还原活性分别提高３０３％和１３５％．而ＦｅＭｏｃｏ，ＦｅＭｏｃｏ－高柠檬酸铁体系及ＦｅＭｏｃｏ－ＡＴＰ－高柠檬酸铁体系与Ｎａ２ＭｏＯ４作用后，重组体的Ｃ２Ｈ２还原活性分别下降５％，１２％及２１％．ＦｅＭｏｃｏ－高柠檬酸铁体系在１４．６Ｋ下的ＥＰＲ谱，与单独ＦｅＭｏｃｏ的略有不同，而ＦｅＭｏｃｏ－ＡＴＰ－高柠檬酸铁体系的ＥＰＲ谱则与前者有明显的差异．研究结果表明，高柠檬酸可能是ＦｅＭｏｃｏ的有机组份，它可能结合在ＦｅＭｏｃｏ的Ｍｏ原子上，而这种结合是比较松散的．

棕色固氮菌固氮酶钼铁蛋白M(H)中心的酸不稳定硫及高柠檬酸盐含量分析

采用电感耦合等离子发射光谱技术及质子激发X-射线发射光谱技术定量测定棕色固氮菌固氮酶M(H)活性中心酸不稳定硫的含量。而用气相色谱技术测定表明,经纯化的M(H)活性中心不含高柠檬酸盐或其它有机部分。

固氮酶催化作用机理及其化学模拟

固氮酶是某些微生物在常温常压下固氮成氨的主要催化剂 ,其催化机理和化学模拟是国际上长期致力研究的对象 .尽管人们已经揭示了固氮酶催化活性中心铁钼辅基 (Fe Mo- co) Mo Fe7S9(R-高柠檬酸 )的结构 ,然而 ,有关 Fe Mo- co生物合成的详细途径和其中包含的钼铁转移和利用 ;固氮酶在哪些活性位和按什么模式结合 N2 ,C2 H2 、CO等多种底物或抑制剂 ;以及其中涉及的电子和质子传递过程等许多问题 ,至今尚有待解决 .本文将综述这些问题的研究进展和厦门大学固氮组最近五年来的相关研究工作 .

固氮酶活性中心FeMo-Cofactor对N_2活化方式的探讨

结合实验和理论计算的结果，讨论了固氮酶的活性中心铁钼辅基（ＦｅＭｏ－ｃｏ－ｆａｃｔｏｒ）对Ｎ２的各种活化方式，并在此基础上提出了一种新模型，即Ｎ２在ＦｅＭｏ－ｃｏｆａｃｔｏｒ的内部以“４Ｆｅ端基配位＋２Ｆｅ侧基配位”的方式被活化，Ｎ２的三重键完全断裂，断裂产生的两个含Ｎ的碎片分别偏向两侧的“窗口”，再在Ｈ的进攻下被还原为ＮＨ３，并分别从两侧的“窗口”离去。

固氮酶的固氮机理和其人工模拟问题的探讨

固氮酶将Ｎ２还原为ＮＨ３的过程是自然界实现氮循环的重要环节。本文着重对固氮酶的固氮机理和其活性中心ＦｅＭｏ辅基的人工模拟合成进行探讨，其中包括ＦｅＭｏ蛋白中的质子和电子的传递，ＦｅＭｏ辅基对Ｎ２的活化方式，Ｍｏ原子的作用，固氮活性的测试。最后还就固氮酶的活性中心ＦｅＭｏ辅基的人工模拟合成进行了探讨。

膜电位调控棕色固氮菌表达新生理特性的研究

膜电位对棕色固氮菌整体细胞固氮活性有调控作用。外加扫描电位能调控缺固氮酶活性中心、无固氮活性的棕色固氮菌突变菌株 CA30表达略高于天然棕色固氮菌的固氮活性。

配位反应中的物种保护策略

从有机合成的官能团保护研究出发,通过实例探讨了金属或配体的保护策略分别对配体或金属反应性的作用,包括金属离子保护在络合滴定中的应用,金属离子配位保护下的单核、多核配合物和配位聚合物对配体反应性的影响,以及配位原子保护下的金属原子簇的反应性。

固氮酶催化活性中心及其化学模拟

固氮酶是固氮微生物在常温常压下固氮成氨的催化剂,其催化机理和化学模拟一直是国际上长期致力研究的对象.钼铁蛋白高分辨1.0单晶X射线衍射分析表明,固氮酶催化活性中心铁钼辅基的结构为Mo Fe7S9C(R-homocit),其中,Mo原子和3个u2-硫配体、1个组氨酸和1个高柠檬酸配位,形成八面体构型.高柠檬酸以α-烷氧基氧和α-羧基氧与钼螯合形成双齿配位,氨基酸残基上的组氨酸咪唑氮和半胱氨酸巯基与钼和铁单齿配位.在固氮酶铁钼辅基的生物合成过程中,高柠檬酸和咪唑侧基是在最后的合成步骤插入铁硫碳簇前驱体中,其中高柠檬酸和咪唑侧基有可能对质子传递以及稳定Mo Fe7S9C簇起到重要作用.本文从固氮酶铁钼辅基结构出发,结合最近本课题组从化学模拟出发,将固氮酶催化活性中心铁钼辅基结构修订为加氢新结构Mo Fe7S9C(R-Hhomocit)的研究,着重介绍了近年来国内外固氮酶活性中心、生物合成和催化作用机理的研究进展,并展望了固氮酶的研究前景.