Reducción de O2 impulsada por la luz visible por un sistema de porfirina-laccasa

Área de la Ciencia:

• Bioquímica y Biofísica.
• Fotoquímica y Catálisis.

Sus antecedentes:

• Las metaloenzimas combinadas con fotosensibilizadores pueden conducir a reducciones multielectrónicas.
• Los trabajos anteriores se centraron en la reducción de CO2 o HCN.

Objetivo del estudio:

• Para investigar la combinación del fotosensibilizador de zinc tetrametilpiridinium porfirina (ZnTMPyP4+) con laccasa (una oxidasa multicobre, MCO).
• Para vincular la oxidación de moléculas orgánicas a la reducción de cuatro electrones del dioxígeno al agua.

Principales métodos:

• Utilizó la fotólisis de flash para estudiar la dinámica de transferencia de electrones.
• Las tasas de consumo de dioxígeno medidas.
• Investigaron las proporciones de porfirina/enzima y las propiedades del estado excitado.

Principales resultados:

• Se logró una fotorreducción eficiente de la laccasa por ZnTMPyP4+ en bajas proporciones (1:40).
• Se observó una alta tasa de consumo de dioxígeno de 1,7 μmol L(-1) s(-1) en una proporción de 1:1.
• Se confirmó la transferencia rápida de electrones (kET ≈ 10(7) s(-1) M(-1)) desde el fotosensibilizador excitado a la enzima.

Conclusiones:

• Este trabajo presenta la primera reducción de cuatro electrones sensibilizada por porfirina de una enzima MCO, que conduce a la formación de agua.
• El sistema híbrido demuestra su idoneidad para las transformaciones aeróbicas fotodriven.
• El estado excitado triple de larga duración de ZnTMPyP4+ facilita la transferencia eficiente de electrones.