MedElevator Войти в исследования
← Поиск публикаций

DOI 10.1038/nchem.2643

Медицинская библиотека · Nature chemistry · 2016

Why copper is preferred over iron for oxygen activation and reduction in haem-copper oxidases.

Bhagi-Damodaran Ambika, Michael Matthew A, Zhu Qianhong, Reed Julian, Sandoval Braddock A, Mirts Evan N, Chakraborty Saumen, Moënne-Loccoz Pierre, Zhang Yong, Lu Yi

СтатьяПоддержка NIH: внешняя программаПоддержка правительства СШАПеревод в очереди

Аннотация

Haem-copper oxidase (HCO) catalyses the natural reduction of oxygen to water using a haem-copper centre. Despite decades of research on HCOs, the role of non-haem metal and the reason for nature's choice of copper over other metals such as iron remains unclear. Here, we use a biosynthetic model of HCO in myoglobin that selectively binds different non-haem metals to demonstrate 30-fold and 11-fold enhancements in the oxidase activity of Cu- and Fe-bound HCO mimics, respectively, as compared with Zn-bound mimics. Detailed electrochemical, kinetic and vibrational spectroscopic studies, in tandem with theoretical density functional theory calculations, demonstrate that the non-haem metal not only donates electrons to oxygen but also activates it for efficient O-O bond cleavage. Furthermore, the higher redox potential of copper and the enhanced weakening of the O-O bond from the higher electron density in the d orbital of copper are central to its higher oxidase activity over iron. This work resolves a long-standing question in bioenergetics, and renders a chemical-biological basis for the design of future oxygen-reduction catalysts.

Для цитирования: Bhagi-Damodaran Ambika, Michael Matthew A, Zhu Qianhong, Reed Julian, Sandoval Braddock A, Mirts Evan N, Chakraborty Saumen, Moënne-Loccoz Pierre, Zhang Yong, Lu Yi. Why copper is preferred over iron for oxygen activation and reduction in haem-copper oxidases.. Nature chemistry. 2016. DOI: 10.1038/nchem.2643.

Предметные рубрики MeSH

Подготовка и перевод публикации
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Тип публикации указан по данным источника. Уровень доказательности автоматически не присваивается.