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[NiFe] hydrogenases are complex model enzymes for the reversible cleavage of dihydrogen (H2). However, structural determinants of efficient H2 binding to their [NiFe] active site are not properly understood. Here, we present crystallographic and vibrational‐spectroscopic insights into the unexplored structure of the H2‐binding [NiFe] intermediate. Using an F420‐reducing [NiFe]‐hydrogenase from Methanosarcina barkeri as a model enzyme, we show that the protein backbone provides a strained chelating scaffold that tunes the [NiFe] active site for efficient H2 binding and conversion. The protein matrix also directs H2 diffusion to the [NiFe] site via two gas channels and allows the distribution of electrons between functional protomers through a subunit‐bridging FeS cluster. Our findings emphasize the relevance of an atypical Ni coordination, thereby providing a blueprint for the design of bio‐inspired H2‐conversion catalysts. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Mithilfe eines optimierten Metallzentrums ermöglichen Hydrogenasen die Umsetzung von Wasserstoff. Resonanz ‐ Raman ‐ Spektroskopie wird als neue Methode zur Charakterisierung des aktiven Zentrums dieser Biokatalysatoren vorgestellt. Ein kombinierter spektroskopischer und theoretischer Ansatz gibt Einblicke in die Struktur und die photochemischen Eigenschaften des [NiFe] ‐ Zentrums einer sauerstofftoleranten Hydrogenase. [ABSTRACT FROM AUTHOR]

Redox-Intermediate von [NiFe]-Hydrogenasen durch einen experimentellen Ansatz für solvatisierte, lyophilisierte und kristallisierte Metalloenzyme. Frontispiz: Ein neuer Aufbau zur Untersuchung der Struktur und Funktion von solvatisierten, lyophilisierten und kristallinen Metalloenzymen - veranschaulicht anhand von [NiFe]-Hydrogenasen Keywords: [NiFe]-Hydrogenasen; Biokatalyse; In-situ-Spektroskopie; Metalloenzyme; Schwingungsspektroskopie DE [NiFe]-Hydrogenasen Biokatalyse In-situ-Spektroskopie Metalloenzyme Schwingungsspektroskopie 1 1 1 07/10/21 20210712 NES 210712 B Metalloenzyme b Im Forschungsartikel auf S. 15988 erforschen Christian Lorent, Marius Horch, Lars Lauterbach, Ingo Zebger et al. [Extracted from the article]

[NiFe] ‐ Hydrogenasen katalysieren die biologische Umwandlung von Wasserstoff mithilfe eines maßgeschneiderten bimetallischen Zentrums. In ihrer Zuschrift auf S. 5267 ff. nutzen P. Hildebrandt, I. Zebger, M. Horch et al. die Resonanz ‐ Raman ‐ Spektroskopie als neue Charakterisierungstechnik für dieses aktive Zentrum, die eine Möglichkeit zur direkten Beobachtung der Fe ‐ CO/CN ‐ Schwingungsmoden bietet. Ihr kombinierter spektroskopischer und theoretischer Ansatz gibt Einblicke in die Struktur und die photochemischen Eigenschaften des [NiFe] ‐ Zentrums. [ABSTRACT FROM AUTHOR]