on style="white-space: normal; text-indent: 2em;">传统上，对分子催化剂的研究旨在了解某种机制如何加快反应速率。而在双向分子催化剂的情况下，最近才受到关注的一个明显的问题是，在反应的任何一个方向上实现快速催化需要多少热力学驱动力。“可逆”催化剂是一种双向催化剂，即使在平衡状态稍有偏离的情况下，也能以任意一种方式工作，因此不会将输入自由能浪费为热能；相反，“不可逆”催化剂需要很大的驱动力才能以可观的速度进行反应。对于这些对比行为，已经提出了许多机理。为了研究催化（不）可逆性的决定因素，最近，Aix Marseille Université的Christophe Léger课题组报道了一种特殊的FeFe氢化酶HydS的稳态直接电子转移伏安法，该酶来自Thermoanaerobacter mathranii，是一种不可逆催化H2氧化和生成的酶，该反应在任何方向上进行都需要很大的过电位。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
从以上对Tam HydS催化波形的分析中得出结论，这种不可逆伏安法完全符合单一、有序、顺时针/逆时针机制，尽管缓慢的表面电子转移确实会影响伏安图的形状，但这不是响应不可逆的原因。（不）可逆性不仅仅与催化循环是否有序有关。了解FeFe氢化酶催化循环的哪些细节使其反应（不）可逆将需要了解催化电位的值与催化中间体的热力学以及催化循环中每个双向步骤的性质和速率。解决这一挑战将是解开天然气处理设计原则的关键。
图片来源：J. Am. Chem. Soc.
参考文献：Reversible or Irreversible Catalysis of H+/H2 Conversion by FeFe Hydrogenases
J. Am. Chem. Soc.
DOI: 10.1021/jacs.1c09554
原文作者：Andrea Fasano, Henrik Land, Vincent Fourmond,Gustav Berggren, and Christophe Léger*
