ヒドロゲナーゼ
ヒドロゲナーゼが触媒する水素酸化反応(2 H 生成) (1) は、酸素、硝酸、硫酸、二酸化炭素、フマル酸などの電子受容体の還元と対応する反応である。一方、プロトン還元反応(H2 生成) (2) は、解糖系におけるピルビン酸の発酵や、過剰電子を処理する過程で不可欠な反応である。ヒドロゲナーゼに対して生理学上の電子供与体 (D) もしくは受容体 (A) として作用することが可能である物質には、フェレドキシンやチトクロムc3、チトクロムc6 などのタンパク質や低分子化合物がある。これらの関係を反応式に表すと以下のようになる。
H2 + Aox → 2 H + Ared (1)
2 H + Dred → H2 + Dox (2)
ここに、添字oxは添字の付けられた物質の酸化体を、また、redは還元体を表す。
ヒドロゲナーゼが初めて発見されたのは1930年代のことであった。水素の酸化還元反応を触媒するこの酵素群は多くの研究者の関心を集めた。ヒドロゲナーゼによる触媒作用のメカニズムは現在、水素分子を生産するクリーンな生物学的エネルギー源(藻類など)を科学者がデザインする際の手助けとして期待されている。2014年には燃料電池の白金の637倍の活性を示す水素酵素ヒドロゲナーゼS–77が阿蘇山で発見され、燃料電池のアノード触媒として開発に成功した。