Eisen-Schwefel-Cluster

Eisen-Schwefel-Cluster (Fe-S-Zentren) sind Mehrfachkomplexe aus Eisen und Schwefel der Größe von Clustern, die als Kofaktoren an Enzymreaktionen beteiligt sind. Am häufigsten und stabilsten sind (4Fe-4S) und (2Fe-2S). Im Allgemeinen werden Cluster zerstört, wenn sie für freien Sauerstoff zugänglich sind. Die Zugänglichkeit ist vom Schutz des bindenden Enzyms abhängig.

Diese Fe-S-Zentren wirken in Enzymen als Elektronentransferreaktanden, Lewis-Säuren und Radikal-Generatoren. So kann beispielsweise Stickstoff in Ammoniak, Wasserstoff in Protonen und Kohlenmonoxid in Kohlenstoffdioxid umgewandelt werden:

${\displaystyle \mathrm {N_{2}+10\ H^{+}+8\ e^{-}\longrightarrow 2\ NH_{4}^{+}+H_{2}} }$

${\displaystyle \mathrm {H_{2}\longrightarrow 2\ H^{+}+2\ e^{-}} }$

${\displaystyle \mathrm {CO+H_{2}O\longrightarrow CO_{2}+2\ H^{+}+2\ e^{-}} }$

Die Eisenatome der Zentren werden durch anorganisches Sulfid und die Seitenketten von Aminosäuren koordiniert. Cysteine können beispielsweise über ihre Thiolgruppe koordinieren (s. Abb.).