비Heme 철(IV)-옥소 중간체

전문가 제언

○ 단핵 비-heme Fe(II) 중심을 가진 효소는 산소를 활성화시켜 각종 기질들을 산화시키는 생체 내의 반응에서 매우 다양한 기능을 발휘하고 있는 것으로 알려져 있다. 대체로 산소는 활성화되지 않은 기질의 C-H 결합 사이에 끼어들어 기질을 히드록실화 하거나 할로겐화, 기질의 불포화, 고리화, 에폭시화나 탈탄산 반응을 촉진시킨다. 이들 반응들은 2전자 산화이나 나머지 2개의 환원당량이 필요하여 도움 기질에서 2개의 전자를 사용하므로 산소는 결국 4전자 환원된다.

○ 도움 기질이 필요한 반응계에서는 다양한 종류의 효소가 사용되는데 α-keto-glutarate(αKG), tetrahydrobiopetrin과 환원된 nicotinamide dioxygenase, (S)-2-hydroxypropylphosphonic acid epoxidase, 1-aminocyclopropane 1-carboxylic acid oxidase 등이 있다.

○ 몇 가지 효소는 기질의 산화반응에서 4전자를 사용하므로 도움 기질이 필요 없는 계의 효소에는 extradiol dioxygenase, isopenicillin N-synthase와 두 개의 효소 4-hydroxymandelate synthase와 (4-hydroxy-phenyl)pyruvate dioxygenase가 있다. 이들 효소들은 기질을 4전자 산화시킨다. 마지막 두 효소는 αKG-의존형 효소와 동일한 기구로 촉매작용을 하는데 이들 두 효소는 2전자 산화로 α-keto acid로부터 탈탄산 반응을 촉진시킨다.

○ 효소의 반응의 중심에는 Fe(II)에 산소가 첨가된 중간체가 있는데 O-O결합에 배위된 (su)peroxo 착체 [Fe-O₂²+/³+]와 고원자가 Fe(IV)-oxo 중간체 또는 Fe(V)-oxo) [Fe=O]^4=/5+) 가 있는데 고원자가 Fe-oxo 중간체가 기질의 산화반응을 개시하는 것으로 보고되었다.

○ 본 고에서는 각종 다양한 단핵 비-heme 철 효소의 각종 반응성을 소개하고 그 촉매 활성의 중심이 고원자가 철과 산소가 결합된 중간체의 구조와 기질의 산화반응에서의 특징 등에 대한 최근의 연구결과를 소개하고 있어서 고효율 촉매의 개발에 대한 지침을 마련해주고 있다.

저자

Krebs, C; Fujimori, DG; Walsh, CT; Bollinger, JM; AF Krebs, Carsten; Fujimori, Danica Galonic; Walsh, Christopher T.; Bollinger, J. Martin, Jr.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2007

권(호)

40(7)

잡지명

ACCOUNTS OF CHEMICAL RESEARCH

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

484~492

분석자

마*일

분석물

• 비Heme 철(IV)-옥소 중간체.pdf [232,094 byte]

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