鐵硫蛋白（英語：鐵硫 protein）是一類特征性的蛋白質，其核心結構為鐵-硫簇，這些簇含有二、三或四個鐵中心，與硫原子連接，并可處于不同的氧化數。鐵硫蛋白在多種金屬蛋白中存在，如鐵氧還蛋白、氫化酶、輔酶Q10細胞色素c氧化酶、琥珀酸脫氫酶和固氮酶等。它們是粒線體中執行氧化磷酸化過程的重要組成部分，參與電子傳遞鏈的第一和第二蛋白復合體。鐵硫蛋白的功能范圍廣泛，包括呼吸作用、光合作用、羥化作用以及細菌的氫和氮的固定。鐵硫蛋白的表達可通過基因調控，并且容易受到一氧化氮的破壞。由于其在生物代謝途徑中的普遍性，鐵硫蛋白在探討生命起源的鐵-硫世界理論中被認為扮演了重要角色。
功能特點
鐵硫蛋白(鐵硫 proteins, Fe/S protein) 是含鐵的蛋白質，也是細胞色素類蛋白。在鐵硫蛋白分子的中央結合的不是血紅素而是鐵和硫，稱為鐵-硫中心(iron-sulfur centers)。最常見的是在蛋白質的中央含有四個原子，其中兩個是鐵，另兩個是硫，稱為[2Fe-2S]鐵硫蛋白，或在蛋白質的中央含有八個原子，其中四個是鐵，另四個是硫，稱為[4Fe-4S]鐵硫蛋白，并且通過硫與蛋白質的半胱氨酸殘基相連。此外還有[3Fe-4S]等蛋白存在，但有人懷疑[3Fe-4S]蛋白是[4Fe-4S]蛋白在純化過程當中一個鐵原子脫落而形成的。在鐵硫蛋白中盡管有多個鐵原子的存在，但整個配位化合物一次只能接受一個電子以及傳遞一個電子，并且也是靠Fe3+ Fe2+狀態的循環變化傳遞電子。但是一個分子的鐵硫蛋白往往可以一共傳遞大于一個電子。比如說[4Fe-4S]鐵硫蛋白共可以傳遞兩個電子。
特性應用
鐵硫蛋白在植物、動物和微生物中廣泛存在，作為重要的電子載體，在生命活動中發揮著關鍵作用。它們通常具有較低的氧還電勢(中點 potential)。鐵硫蛋白呈褐色，在400納米左右具有較強的光吸收，這一特性常用于鑒定鐵硫蛋白。在鐵硫蛋白中的硫被稱為酸易降解硫(acid-labile 硫)，測定鐵和酸易降解硫的含量是鑒定蛋白核心類型的重要方法。純化后的鐵硫蛋白通常需要使用三氯化鐵和硫化物來重組鐵硫核心。具有多個鐵硫核心的蛋白純化極為困難，目前世界上只有極少數例子實現。
生物合成
鐵硫簇的生物合成已經得到了廣泛研究，尤其是在大腸桿菌、葡萄曲霉和釀酒酵母中。已鑒定出至少三種不同的生物合成系統，即nif、suf和isc系統，它們首先在細菌中被發現。nif系統負責硝化酶中的簇合成，而suf和isc系統則更為通用。
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