6月29日,中国农业科学院黄钢锋副研究员来我组交流,于生物楼406会议室进行了题为 “古菌[Fe]-氢酶的结构、功能与催化机制研究” 的报告,我组组长周雍进研究员主持了本次报告。会上多名老师及同学针对报告内容进行提问,并与报告人进行了深入探讨与交流。
氢酶是自然界中唯一能直接催化氢气的产生和裂解的天然酶,主要有[NiFe]-氢酶、[FeFe]-氢酶和[Fe]-氢酶三大类。由于其强大的催化能力,氢酶在氢能开发和氢化催化应用方面具有重要的应用价值。[Fe]-氢酶最晚被发现,也最为特殊。它在催化氢气的裂解与产生过程中,能够一次转移两个电子(氢负离子,H-),不需要复杂的铁硫簇(Fe-S)作为电子传递链。2019年前,该酶的激活态复合体结构缺失极大地阻碍了其催化机制的解析,也导致其在应用与开发上停滞不前。为补齐这一短板,报告人基于生化实验和理论计算,探索和优化了一系列酶-底物共结晶条件,使其停留在半反应状态,成功捕获激活态复合体晶体结构(1.06 Å,目前该酶已知的最高分辨率),揭示了激活态酶的三维结构全貌,补上了催化过程中这一关键节点图谱。基于结构数据,结合红外光谱、穆斯堡谱分析及和量子力学/分子力学计算,绘制了该酶催化过程精细图谱。
黄钢锋,男,2019年6月毕业于德国马尔堡大学/德国马克斯普朗克陆地微生物研究所,师从洪堡学者Seigo Shima教授和德国科学院院士/欧洲科学院院士Rudolf K. Thauer教授。目前,受聘于中国农业科学院农业农村部沼气科学研究所,担任副研究员。2021年入选中国农业科学院“农科英才”计划-青年英才引进工程。主要研究方向为微生物酶催化和厌氧微生物功能酶的结构、功能与催化机制研究。近五年以第一作者或通讯作者在Nat. Catal.(封面论文),Nat. Rev. Chem.(封面论文),Angew. Chem. Int. Ed.(2篇),Inorganics(封面论文),Chem. Eur. J.等国际期刊上发表论文7篇。(图文/李云霞)