Одним из наиболее интересных применений гидрогеназ является производство водорода из-за его способности катализировать окислительно-восстановительную реакцию:
В области производства водорода включение химических соединений в электрохимические устройства для производства молекулярного водорода в последние годы вызывает огромный интерес в связи с возможностью использования водорода в качестве замены ископаемого топлива в качестве энергоносителя. Этот подход использования материалов, вдохновленных природными моделями, для выполнения той же функции, что и их естественные аналоги, называется биомиметическим подходом. В настоящее время этот подход получил большой импульс в связи с наличием кристаллических структур высокого разрешения нескольких гидрогеназ , полученных различными методами. Технические детали этих гидрогеназхранятся в электронных базах данных в распоряжении заинтересованных лиц.
Эта информация позволила определить важные части фермента, необходимые для катализа реакции, и очень подробно определить путь реакции. Которые позволяют иметь очень хорошее представление о том, что необходимо для катализа той же реакции с использованием искусственных компонентов.
Несколько исследований продемонстрировали возможность разработки химических клеток, вдохновленных биологическими моделями, для производства молекулярного водорода , например: Selvaggi et al. [1] исследовали возможность использования энергии, захваченной ФС II, разработав для этой цели органо-неорганическую гибридную систему, заменяющую белковый комплекс ФС II микросферами TiO 2 , фотоиндуцируемого соединения. Для получения водорода микросферы TiO 2 покрывали гидрогеназами, выделенными из морского термофила Pyrococcus furiosus , таким образом энергия света улавливалась TiO 2 .микросферы и используются для генерации протонов и электронов из воды с последующим получением 29 мкмоль де Н 2 час -1 .
Полученные результаты иммобилизации гидрогеназ на поверхности электродов продемонстрировали возможность включения этих ферментов в электрохимические ячейки благодаря их способности производить газообразный водород посредством окислительно-восстановительной реакции. (Халленбек и Бенеманн [2] ). Это открывает возможность использования биомиметических соединений в электродах для получения водорода.
К настоящему времени было разработано несколько биомиметических соединений: Collman et al. [3] произвели порфирины рутения, а также биомиметические соединения, опубликованные исследовательскими группами Раухфуса, Даренсбура и Пикетта (в Artero и Fontecave [4] ), которые разработали биомиметические соединения гидрогеназы [Fe] . Совсем недавно Manor и Rauchfuss [5] представили очень интересное миметическое соединение на основе гидрогеназы [NiFe] с двунаправленными свойствами. Это соединение имеет характеристику, заключающуюся в том, что оно несет два защищенных бораном цианидных лиганда у атома железа. Некоторые работы о биомиметических соединенияхгидрогеназы приведены в таблице 1.