合成ヘムおよびヘム/M (M = Fe, Cu) コンプレックスからのO2の効率的な光解離
H Christopher Fry1, Paul G Hoertz, Ian M Wasser
1Department of Chemistry, Johns Hopkins University, 3400 North Charles Street, Baltimore, MD 21218, USA.
Journal of the American Chemical Society
|December 23, 2004
まとめ
合成のヘム-酸化酸素複合体は,光刺激によって酸化酸素を放出する. 最も単純な複合体は,他の複合体とオキシミオグロビンと比較して,ダイオキシゲンの解離のためのより高い量子収量を示しています.
科学分野:
- バイオケミストリー バイオケミストリー
- フォトケミストリー フォトケミストリー
- スペクトロスコーピーは,スペクトロスコーピーを用います.
背景:
- ヘム-二酸化酸素複合体は,生物学的酸素の輸送と貯蔵において極めて重要です.
- これらの複合体の光化学を理解すると,それらの機能と潜在的な応用に関する洞察が得られます.
- 合成アナログは,ヘム-二酸化酸素相互作用の制御された研究を可能にします.
研究 の 目的:
- 合成ヘム-酸化酸素およびヘム-酸化酸素/M複合体からの酸化酸素の光解離を調査する.
- 異なるヘム複合体における二酸化炭素放出の量子産量を比較する.
- これらの複合体へのダイオキシゲン再結合の速度定数を決定する.
主な方法:
- 合成ヘム-二酸化酸素およびヘム-二酸化酸素/M複合体の低温安定化 (M = Cu, Fe).
- レーザー (355nmまたは532nm) を使用した単一波長刺激.
- ダイオキシゲン解離と鉄質ヘム生成を示すスペクトル変化 (ソレート帯のシフト) をモニタリングするために,一時的吸収スペクトロスコーピー.
主要な成果:
- 刺激によって誘発された二酸化酸素解離は,鉄ヘム (ソレート帯427 nm) の出現と,鉄超酸化物 (FeIII(O2-)) ソレート帯 (410 nm) の白化によって証明される.
- 二酸化炭素再結合は,研究された4つのヘム複合体すべてにおいて,同様の速度定数 (約6-9x10^5 M^-1 s^-1) で発生した.
- O2解離の量子産量は,最も単純なヘム-O2複合体 (F8) FeIII(O2-) (phi = 0.60) の場合,他の複合体 (phi ≈ 0.2-0.3) とオキシミオグルビン (phi = 0.3) に比べて最も高かった.
結論:
- 合成のヘム-酸化酸素複合体は,光誘発による酸化酸素の放出を受けることができます.
- 光解離の効率は,特定のヘム複合体の構造に依存しています.
- 最も単純な合成ヘム-O2複合体は,結合された酸化酸素の優れた可照性を示しています.
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