Эксперименты проводились совместно тремя группами РУБ: исследовательскую группу по фотобиотехнологиям представлял доктор А. Джулиан Эссельборн – сегодня в Калифорнийском университете в Сан-Диего – профессор Томас Хаппе и доктор. Леони Кертесс. Команда сотрудничала с профессором Экхардом Хофманном из группы белковой кристаллографии и доктором. Ульф-Петер Апфель с кафедры неорганической химии I.
Междисциплинарное сотрудничество на стыке биологии, химии и физики было реализовано в кластере передовых технологий Ruhr Explores Solvation Cluster of Excellence, сокращенно Resolv, и исследовательской группе подготовки микробных субстратов по конверсии, сокращенно Micon.
Структурные изменения из-за кислорода
Исследователи проанализировали гидрогеназу бактерии Clostridium pasteurianum.
Уникальность этого класса ферментов заключается в том, что их структура состоит из шести атомов железа и шести атомов серы. Так называемый кофактор составляет ядро белка, в котором происходит фактическое производство водорода.
Исследователи хранили несколько образцов фермента с кислородом в течение разного времени. Затем они использовали рентгеноструктурный анализ, чтобы изучить, как изменилась трехмерная структура белков. «Этот метод очень сложен и сложен, но он помог нам отследить деструктивный процесс на атомарном уровне», – говорит Джулиан Эссельборн.
Инкубация с кислородом изменяет только отдельные атомы фермента, а именно определенные атомы железа кофактора. Это постепенно привело к распаду всего активного центра.
Понимая, какие атомы железа особенно подвержены влиянию, исследователи надеются в будущем лучше защитить биотехнологически интересные белки от кислорода.