Messung der Enzymaktivität der Kohlenmonoxid-Dehydrogenase (Ferredoxin) mittels spektrophotometrischer Assays

Creative Enzymes setzt alles daran, Enzymaktivitätstests mit optimalem Preis-Leistungs-Verhältnis bereitzustellen. Unsere herausragenden Dienstleistungen zeichnen sich durch hohe Genauigkeit und Zuverlässigkeit aus. Wir sind Experten für die Bestimmung der Oxidoreduktase-Aktivität, beispielsweise der Kohlenmonoxid-Dehydrogenase (Ferredoxin).

Die Kohlenmonoxid-Dehydrogenase (Ferredoxin), auch als anaerobe Kohlenmonoxid-Dehydrogenase und Ni-CODH bezeichnet, ist von großer Bedeutung für den globalen Kohlenstoffkreislauf. In Prokaryoten katalysiert dieses Enzym die reversible Reduktion von CO₂ zu CO; gleichzeitig werden die Elektronen auf Redoxproteine wie Ferredoxin übertragen. In Purpurschwefelbakterien und methanogenen Archaeen katalysiert es die Oxidation von CO zu CO₂, das über den Calvin-Benson-Bassham-Zyklus fixiert oder in der Rückreaktion freigesetzt wird. In acetogenen Bakterien, einschließlich der gut charakterisierten Moorella thermoacetica, ist die durch CODH katalysierte CO₂-Reduktion mit der Acetyl-CoA-Synthese im bifunktionalen Enzymkomplex CODH/Acetyl-CoA-Synthase (ACS) als Teil des Wood–Ljungdahl-Wegs der Kohlenstofffixierung gekoppelt.

Alle bislang charakterisierten Kohlenmonoxid-Dehydrogenasen (CODHs) sind homodimer und enthalten fünf Metallcluster: zwei NiFeS-C-Cluster, die im aktiven Zentrum eingebettet sind, zwei Fe₄S₄-B-Cluster sowie einen Fe₄S₄-D-Cluster, der an der dimeren Grenzfläche nahe der Enzymoberfläche lokalisiert ist. Studien haben gezeigt, dass Ni Bestandteil eines verzerrten, kubanähnlichen NiFe₃S₄-Clusters ist und dass ein zusätzliches, einzigartiges Fe—häufig als ferrose Komponente II (FCII) bezeichnet—mit einem Sulfid des Kubans verbunden ist.

Seit der Entdeckung der Kohlenmonoxid-Dehydrogenase (Ferredoxin) besteht ein breites Forschungsinteresse. In den vergangenen zehn Jahren wurden aufgrund ihrer Bedeutung für den Umweltschutz erhebliche Fortschritte in der Struktur- und Funktionsaufklärung erzielt. Die Messung der Enzymaktivität stellt jedoch während der Forschung eine anspruchsvolle Aufgabe dar, da die Enzymaktivität durch Sauerstoff leicht inhibiert werden kann. Bereits während eines Aktivitätstests kann die Exposition gegenüber Luft zu einem starken Abfall der Enzymaktivität führen. So wird beispielsweise die Kohlenmonoxid-Dehydrogenase (Ferredoxin) aus Methanosarcina barkeri durch Sauerstoff stark gehemmt und ist äußerst sauerstoffempfindlich. Das Enzym verliert seine Aktivität in weniger als 1 Minute nach Kontakt mit Luft. Um den Einfluss von Sauerstoff zu minimieren, bietet Creative Enzymes Testdienstleistungen an, die mit fortschrittlicher Ausstattung durchgeführt werden, um Enzyme während des Assay-Prozesses vor Sauerstoff zu schützen.

Abbildung: Native Struktur der bifunktionalen Kohlenmonoxid-Dehydrogenase/Acetyl-CoA-Synthase aus Moorella thermoacetica, wassergebundener C-Cluster.
Referenz: Yan Kung et al. Biochemistry. 2009 48(31): 7432–7440

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