Eisen-Schwefel-Protein

Synonyme: Nicht-Häm-Eisenprotein, Fe-S-Protein
Englisch: iron-sulfur protein

1 Definition

Eisen-Schwefel-Proteine sind Proteine, die Eisen-Schwefel-Cluster als Cofaktoren tragen. Sie werden auch als Nicht-Häm-Eisenproteine bezeichnet, um sie von der Gruppe der Hämoproteine, die Eisen in Form von Häm tragen, abzugrenzen.

2 Biochemie

Eisen-Schwefel-Proteine treten ubiquitär auf. Sie enthalten äquimolare Mengen an Eisen (Fe²⁺ oder Fe³⁺) und anorganischem Schwefel (S^2-). Die Ionen sind in käfigartigen Strukturen miteinander verbunden, sogenannten Eisen-Schwefel-Zentren.

Eisen-Schwefel-Proteine dienen der Elektronenübertragung. Hierbei wechseln die Eisenionen zwischen den Oxidationsstufen Fe²⁺ und Fe³⁺. Bei der Oxidation bzw. Reduktion ändert sich nur die Formalladung, nicht die eigentliche Struktur.^[1]

Man unterscheidet zwischen Eisen-Schwefel-Zentren des würfelförmigen Typs 4Fe/4S und des rhombischen Typs 2Fe/2S. Die Eisenionen sind dabei über Cystein- oder Histidinreste an die Polypeptidkette koordiniert.^[2]

3 Funktion

Die Enzyme sind an zahlreichen wichtigen Prozessen beteiligt, wie z.B. der mitochondrialen Atmungskette, dem Citratzyklus, der Photosynthese sowie der Biosynthese von Aminosäuren, Nukleinsäuren und Proteinen.

In der Atmungskette finden finden sich insgesamt zwölf Eisen-Schwefel-Zentren:

• Komplex I: enthält 8 Eisen-Schwefel-Zentren.
• Komplex II: enthält 3 Eisen-Schwefel-Zentren.
• Komplex III: das sogenannte Rieske-Eisen-Schwefel-Protein enthält 1 Eisen-Schwefel-Zentrum vom 2Fe/2S-Typ.^[3]

4 Quellen

1. ↑ Katharina Munk: Biochemie - Zellbiologie; Thieme Verlag; 2008.
2. ↑ Lill, Roland Molekularer Mechanismus der Eisen-Schwefel-Protein-Biogenese in Eukaryoten, abgerufen am 25.2.2021
3. ↑ Rassow et al., Duale Reihe Biochemie, Georg Thieme Verlag Stuttgart, 4. Auflage, Seiten 175 ff