Metallo-enzym kan dizuurstofactivering koppelen aan substraatfunctionalisatie, die vaak een ongeëvenaarde efficiëntie vertoont, zelfs bij omgevingscondities.

Er wordt aangenomen dat metaal-superoxo-tussenproducten worden gevormd bij activering van zuurstof, en vervolgens verder gereduceerd tot metaal-peroxo en uiteindelijk tot -oxo-soorten. Echter, de chemie van metaal-superoxo-complexen blijft grotendeels onbekend.

In hun eerdere onderzoek onderzoekers onder leiding van prof. Ye Shengfa van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen en hun medewerkers ontdekten dat de behandeling van divalent Mn(II), Fe(II), en Co(II)-modelcomplexen en/of enzymen met dizuurstof genereerden overeenkomstige kortlevende driewaardige metaal-superoxo-tussenproducten. Ze zouden kunnen worden omgezet in driewaardige metaal-hydroperoxo-soorten via H-atoomabstractie.

Onlangs, de wetenschappers onderzochten de reacties van een Mn(III)-superoxocomplex met Bronsted- en Lewis-zuren met behulp van resonantie Raman, multi-frequentie elektronen paramagnetische resonantie spectroscopieën gekoppeld aan kwantumchemische berekeningen.

Ze onthulden dat het Mn(III)-superoxocomplex proton- en metaalgekoppelde elektronenoverdracht onderging om een ​​Mn(IV)-hydroperoxo en een Mn(IV)-peroxo-Sc(III)-soort op te leveren, respectievelijk, waardoor het ambifiele karakter van metaal-superoxo-complexen wordt gemanifesteerd.

Deze ongekende methode om superoxo-naar-peroxo-conversie te genereren, vertegenwoordigt een belangrijke stap naar een beter begrip van de activerings- en evolutieprocessen van dizuurstof die plaatsvinden in metallo-enzymen en kunstmatige katalysatoren.

De studie werd gepubliceerd in de Tijdschrift van de American Chemical Society .