半胱氨酸脱硫酶是一类依赖磷酸吡哆醛的酶,为同质二聚体,能催化L-半胱氨酸脱硫生成L-丙氨酸和硫。NifS首先在棕色固氮菌中发现,并被认为在固氮酶铁硫簇的形成中起重要作用。NifS同系物也存在于许多非固氮的原核及真核生物中,它们在分子质量、分光光度特性、底物选择性、氨基酸序列和生物学功能等方面非常相似。根据氨基酸序列的相似性,将NifS同系物分成二组,Ⅰ组包括NifS和IscS等,Ⅱ组包括CSD和CsdB等。半胱氨酸脱硫酶均具有保守的赖氨酸和半胱氨酸残基,前者与PLP形成Schiff碱,后者参与半胱氨酸过硫化物中间物形成。半胱氨酸脱硫酶的作用机理涉及半胱氨酸残基亲核攻击底物L-半胱氨酸上的巯基,形成与酶结合的半胱氨酸过硫化物中间物,该过硫化物中间物作为供硫体,参与生物素、硫胺素、钼碟呤以及铁硫簇、硫代核苷等含硫分子的生物合成。