В биохимии биосинтез железо-серного кластера описывает компоненты и процессы, участвующие в биосинтезе железо-серных белков . Эта тема представляет интерес, поскольку эти белки широко распространены. Белки железа и серы содержат железо-серные кластеры, некоторые из которых имеют сложную структуру, с железными и сульфидными центрами. Одной из обширных задач биосинтеза является производство сульфида (S 2- ), для которого требуются различные семейства ферментов. Другая обширная задача — прикрепление сульфида к железу, что достигается на нефункциональных каркасах. Наконец, этот кластер Fe-S переносится на целевой белок, который затем становится функциональным. [1]
В дополнение к этим трем системам, так называемая цитозольная железо-серная сборка (CIA) используется для цитозольных и ядерных белков Fe-S.
Сборка кластера железо-сера начинается с образования эквивалента серы (атомы серы сами по себе в природе не встречаются). Необходимый атом серы получается из свободного цистеина под действием так называемых цистеиндесульфураз . Одна известная десульфураза называется IscS, пиридоксальфосфат -зависимый фермент. Атом серы с цистеинового субстрата переносится на остаток Cys-328 IscS, образуя персульфид :
Персульфидная функциональная группа RSSH действует как источник «неорганической серы», которая будет включена в кластеры Fe-S. Впоследствии IscS передает эту «лишнюю» серу в IscU. [4] В дополнение к IscS и IscU для сборки бактериального Fe-S требуется IscA, белок массой 11 кДа с неопределенной функцией. [5]
Система Suf для биосинтеза железо-серных кластеров в целом аналогична системе Isc (и системе Nif). Аналогия распространяется на существование SufA, SufS и SufU. Система Суфа работает с меньшим количеством сопровождающих . [1]