• Applied Biological Chemistry
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• 제48권3호
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• pp.189-200
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• 2005

생물학적 질소고정과정의 연구는 학문적으로나 산업적으로 매우 중요한 과정이다. 본 총설에서는 공업적 질소고정과 비교되는 생물학적 질소고정의 특징을 간단히 살펴보고, Azotobacter vinelandii에서 연구되고 있는 생물학적 질소고정효소의 특징을 다룬다. 생물학적 질소고정과정은 다양한 생명체에서 일어나며, 최근에는 미생물인 A. vinelandii에 그 작용 메커니즘에 관한 연구가 집중되어 있다. 공기중의 질소를 암모니아로 변환시키는 질소고정은 화학적으로 환원 반응에 해당하므로 전자의 공급이 필요하다. 생물학적 질소고정을 담당하는 질소고정효소는 촉매반응을 위해 생물학적인 환원력을 사용하여 전자를 공급받아, Fe 단백질의 $Fe_4S_4$ cluster와 MoFe 단백질의 P-cluster를 거쳐 질소 환원 반응이 일어나는 FeMo-cofactor로 전달한다. 이러한 전자전달의 과정과 수소이온의 전달 과정은 질소고정효소의 반응 메커니즘 이해에 매우 중요한 과정이며, FeMo-cofactor와 질소분자의 상호작용은 생물학적 질소고정 메커니즘의 중심에 있다. 질소고정 작용 메커니즘의 연구에는 X-선 단백질 결정학, EPR과 $M{\ddot{u}}ssbauer$ 등의 다양한 분광학적 방법과, 효소의 기질과 저해제의 상호작용을 연구하고 mutant와 비교하는 생화학적 접근방법, 그리고 FeMo-cofactor의 모델 화합물을 합성하여 연구하는 화학적 방법 등이 적용되었다. 이들 분야의 최근 연구결과를 소개하며, 마지막으로, 다양한 연구 결과에 바탕하여 새로운 질소고정효소의 작용 기작이 제안하였다.

• Molecules and Cells
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• 제46권12호
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• pp.736-742
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• 2023

NifB, a radical S-adenosylmethionine (SAM) enzyme, is pivotal in the biosynthesis of the iron-molybdenum cofactor (FeMo-co), commonly referred to as the M-cluster. This cofactor, located within the active site of nitrogenase, is essential for the conversion of dinitrogen (N₂) to NH₃. Recognized as the most intricate metallocluster in nature, FeMo-co biosynthesis involves multiple proteins and a sequence of steps. Of particular significance, NifB directs the fusion of two [Fe₄S₄] clusters to assemble the 8Fe core, while also incorporating an interstitial carbide. Although NifB has been extensively studied, its molecular mechanisms remain elusive. In this review, we explore recent structural analyses of NifB and provide a comprehensive overview of the established catalytic mechanisms. We propose prospective directions for future research, emphasizing the relevance to biochemistry, agriculture, and environmental science. The goal of this review is to lay a solid foundation for future endeavors aimed at elucidating the atomic details of FeMo-co biosynthesis.

• 한국결정학회:학술대회논문집
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• 한국결정학회 2005년도 추계학술연구발표회 및 정기총회
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• pp.8-9
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• 2005

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제27권1호
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• pp.35-36
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• 2006

• 한국생물물리학회:학술대회논문집
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• 한국생물물리학회 2002년도 제9회 학술 발표회 프로그램과 논문초록
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• pp.18-18
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• 2002

Nitrogenase, comprised of the MoFe and Fe proteins, catalyzes the reduction of dinitrogen to ammonia at ambient temperature and pressure. The MoFe protein contains two metal centers, the P-cluster (Fe8S7-8) and the FeMo-cofactor (Fe7S9：homocitrate), the substrate binding site. Despite the availability of the crystal structure of the MoFe protein, suprisingly little is known about the molecular details of catalysis at the active site, and no small-molecule substrate or inhibitor had ever been shown to directly interact with a protein-bound cluster of the functioning enzyme, until our electron-nuclear double resonance(ENDOR) study of CO-inhibited nitrogenase.(omitted)