Hydrogenase-enzymen absorberen een essentiële cofactor helemaal vanzelf, en die cofactor mag nog synthetisch zijn ook. Dat brengt de inzet van zulke enzymen voor industriële waterstofproductie een stuk dichterbij, schreven Duitse en Franse onderzoekers onlangs in Nature Chemical Biology.

Om te beginnen wordt het een stuk gemakkelijker om experimenten met zulke hydrogenases te doen.

Als zulke bacteriële [FeFe]-hydrogenases maximaal actief zijn, zijn ze zeldzaam efficiënt als waterstofproducent. Maar tot voor kort werd aangenomen dat ze drie hulpeiwitten, zogeheten maturases, nodig hebben om volledig te worden geactiveerd. Die maturases plaatsen er namelijk een subcluster met twee ijzerkernen in.

Dat maakt industriële toepassing nogal lastig. Het is op zich nog wel te doen om een E.coli-kweekje dusdanig te modificeren dat hethet actieve centrum van zo’n hydrogenase in grote hoeveelheden namaakt. Maar zie al die hydrogenases dan maar eens in vitro geactiveerd te krijgen.

Thomas Happe en collega’s van de Ruhr-Universität Bochum hebben nu ontdekt dat het helemaal niet zo moeilijk is. Ze gingen uit van een anorganische imitatie van het subcluster, die voor ze was gesynthetiseerd door collega’s van de Université Grenoble 1 in Frankrijk. Eind juli meldden ze al in Nature dat er maar één van de drie maturases nodig is om dit nepcluster op z’n plek te krijgen in een eveneens synthetische versie van het enzym.

En in Nature Chemical Biology meldt Happe nu dat dat laatste maturase óók niet nodig is. Voor de aardigheid probeerde zijn vakgroep uit wat er gebeurt wanneer je een reageerbuisje met synthetische subclusters bij een buisje met ongeactiveerd synthetisch hydrogenase giet. Binnen een paar minuten bubbelde er waterstof uit het buisje. Metingen achteraf wezen uit dat het hydrogenase qua activiteit niet was te onderscheiden van de natuurlijke variant.

De gedachte is verleidelijk dat dat subcluster ooit is begonnen als anorganische verbinding die toevallig ontstond in de oersoep, zo tekent hij er bij aan. Op de vraag waarom de evolutie er dan zo nodig een organisch cluster met drie begeleidende maturases van moest maken, gaat hij niet in.

bron: Ruhr-Universität, Nature Chemical Biology, C&EN