酸素進化複合体のS状態の性質は,高エネルギー解像度光検出X線吸収スペクトロスコーピーによって解明される
Maria Chrysina1,2, Maria Drosou3, Rebeca G Castillo1,4
1Max-Planck-Institut für Chemische Energiekonversion, Stiftstr. 34-36, Mülheim an der Ruhr 45470, Germany.
この研究は,光システムIIの酸素進化複合体 (OEC) の電子構造を明らかにする. 酸素が放出される前に S3状態のオキシルまたはペロキシオ種を除外します.
科学分野:
- 生物化学
- 光合成の研究
- バイオ有機化学
背景:
- 光システムII (PSII) は太陽光を用いて水の酸化を催化します.
- 酸素進化複合体 (OEC) は,S状態 (S0-S4) を経由するMn4CaO5クラスタを含む.
- S3状態の電子構造とS2→S3移行は,金属対リガンドベースの酸化の役割が議論されているままである.
研究 の 目的:
- OECのS3状態の電子構造を解決する.
- 水分裂の触媒サイクル中の酸化現象の性質を調査する.
- S2→S3移行の提案されたモデルを区別する.
主な方法:
- 高エネルギー解像度光検出 (HERFD) Mn K-エッジのX線吸収スペクトル.
- すべてのS状態の分析,化学的に不動のS3状態のサンプルに焦点を当てた.
- 詳細な構造と電子割り当てのための量子化学計算と統合.
主要な成果:
- すべてのS状態に対して高解像度のMnKプレエッジスペクトルを取得した.
- 幾何学と電子構造に特異なスペクトル特性を割り当てる.
- S3状態を含む,観察されたすべての触媒介質で酸化等価がマンガンに貯蔵されていることが実証された.
結論:
- S3状態は,その活性構成でオキシルまたはペロキシ分子を含まない.
- 酸化現象は観察された触媒サイクル全体でMn中心である.
- O-O結合形成は,最終的な光誘発酸化イベント,S3後の状態後に発生する.
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