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The oxidative inactivation of FeFe hydrogenase reveals the flexibility of the H-cluster

Authors :
Isabelle Meynial-Salles
Jochen Blumberger
Vincent Fourmond
Carole Baffert
Marco Montefiori
Luca De Gioia
Pierre Ezanno
Claudio Greco
Philippe Soucaille
Kateryna Sybirna
Po-hung Wang
Hervé Bottin
Christophe Léger
Maurizio Bruschi
Bioénergétique et Ingénierie des Protéines (BIP )
Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Earth and Environmental Sciences [Milano]
Università degli Studi di Milano-Bicocca = University of Milano-Bicocca (UNIMIB)
Service de Bioénergétique, Biologie Stucturale, et Mécanismes (SB2SM)
Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Institut de Biologie et de Technologies de Saclay (IBITECS)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay
Department of Physics and Astronomy [UCL London]
University College of London [London] (UCL)
Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés (LISBP)
Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Department of Biotechnologies and Biosciences
Centre National de la Recherche Scientifique
Aix-Marseille Universite
Agence Nationale de la Recherche [ANR-12-BS08-0014, ANR-2010-BIOE-004]
Ministero dell'Istruzione, dell'Universita e della Ricerca [Prin 2010M2JARJ]
Ministry of Education, Republic of China (Taiwan)
Engineering and Physical Sciences Research Council [EP/J015571/1, EP/F067496]
Royal Society
Università degli Studi di Milano-Bicocca [Milano] (UNIMIB)
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (I2BC)
Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)
Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay-Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Paris-Saclay
Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse)
Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)
University of Milano-Bicocca
Fourmond, V
Greco, C
Sybirna, K
Baffert, C
Wang, P
Ezanno, P
Montefiori, M
Bruschi, M
Meynial Salles, I
Soucaille, P
Blumberger, J
Bottin, H
DE GIOIA, L
Léger, C
Bioénergétique et Ingénierie des Protéines ( BIP )
Aix Marseille Université ( AMU ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Department of Earth and Environmental Sciences ( DEES )
Service de Bioénergétique, Biologie Stucturale, et Mécanismes ( SB2SM )
Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Institut de Biologie Intégrative de la Cellule ( I2BC )
Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS ) -Université Paris-Sud - Paris 11 ( UP11 ) -Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA ) -Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Institut de Biologie et de Technologies de Saclay ( IBITECS )
Université Paris-Saclay-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives ( CEA )
University College of London [London] ( UCL )
Laboratoire d'Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés ( LISBP )
Institut National de la Recherche Agronomique ( INRA ) -Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse ( INSA Toulouse )
Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Institut National des Sciences Appliquées ( INSA ) -Centre National de la Recherche Scientifique ( CNRS )
Source :
Nature Chemistry, Nature Chemistry, 2014, 6 (4), pp.336-342. ⟨10.1038/NCHEM.1892⟩, Nature Chemistry, Nature Publishing Group, 2014, 6 (4), pp.336-342. ⟨10.1038/NCHEM.1892⟩, Nature Chemistry, Nature Publishing Group, 2014, 6 (4), pp.336-342. ⟨10.1038/nchem.1892⟩, Nature Chemistry, Nature Publishing Group, 2014, 6 (4), pp.336-342. 〈http://www.nature.com/nchem/journal/v6/n4/full/nchem.1892.html〉. 〈10.1038/nchem.1892〉
Publication Year :
2014
Publisher :
HAL CCSD, 2014.

Abstract

Nature is a valuable source of inspiration in the design of catalysts, and various approaches are used to elucidate the mechanism of hydrogenases, the enzymes that oxidize or produce H 2. In FeFe hydrogenases, H 2 oxidation occurs at the H-cluster, and catalysis involves H 2 binding on the vacant coordination site of an iron centre. Here, we show that the reversible oxidative inactivation of this enzyme results from the binding of H 2 to coordination positions that are normally blocked by intrinsic CO ligands. This flexibility of the coordination sphere around the reactive iron centre confers on the enzyme the ability to avoid harmful reactions under oxidizing conditions, including exposure to O 2. The versatile chemistry of the diiron cluster in the natural system might inspire the design of novel synthetic catalysts for H 2 oxidation. © 2014 Macmillan Publishers Limited.

Details

Language :
English
ISSN :
17554330
Database :
OpenAIRE
Journal :
Nature Chemistry, Nature Chemistry, 2014, 6 (4), pp.336-342. ⟨10.1038/NCHEM.1892⟩, Nature Chemistry, Nature Publishing Group, 2014, 6 (4), pp.336-342. ⟨10.1038/NCHEM.1892⟩, Nature Chemistry, Nature Publishing Group, 2014, 6 (4), pp.336-342. ⟨10.1038/nchem.1892⟩, Nature Chemistry, Nature Publishing Group, 2014, 6 (4), pp.336-342. 〈http://www.nature.com/nchem/journal/v6/n4/full/nchem.1892.html〉. 〈10.1038/nchem.1892〉
Accession number :
edsair.doi.dedup.....7721515094e9fb0db6e757d49528f4a0
Full Text :
https://doi.org/10.1038/NCHEM.1892⟩