Mechanismus aufgeklärtWie Enzyme Wasserstoff produzieren
Jahrelang hatten Forscher angenommen, dass es bei der Wasserstoffproduktion einen hoch instabilen Zwischenzustand geben müsse. Nachweisen konnte ihn niemand – bis jetzt.
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A: Am H-Cluster können Elektronen (e-) und Protonen (H+) zu molekularem Wasserstoff (H2) umgesetzt werden oder Wasserstoff in Elektronen und Protonen gespalten werden. B: Forscher gehen davon aus, dass die Hydrogenase vier Zustände in einem Reaktionszyklus durchläuft (durch die Ziffern 1 bis 4 gekennzeichnet). Zustand 2 ist der wichtigste Zwischenzustand: Wasserstoff (H2) wird ungleichmäßig in H+ und H- gespalten. Das Hydrid-Ion (H-) ist an das Enzym gebunden. Da Zustand 2 sehr instabil ist, reagiert er umgehend weiter zu 3 und 4 und konnte im Gegensatz zu den Zuständen 1, 3 und 4 bisher noch nicht nachgewiesen werden. C: Um Zustand 2 nachzuweisen, wurde das chemische Gleichgewicht zugunsten dieses Zustands verschoben, indem die Konzentrationen des Wasserstoffs und der Protonen erhöht wurden (rote Pfeile). (Bild: Martin Winkler)