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산소화반응에서 Heme과 비Heme의 고원자가 철(IV)-oxo착체

전문가 제언: ○ Heme과 비Heme의 철 효소는 생체의 대사과정에서 일어나는 중요하고 다양한 화학반응을 촉진하는 촉매의 역할을 담당한다. 최근 효소의 모델화합물을 사용하는 촉매반응기구에 대한 연구가 활발하게 진행되어 효소반응에 대한 이해가 크게 증진되었다. 효소는 포함하고 있는 금속 중심과 디옥시젠 사이에 결합이 형성되어 디옥시젠이 활성화됨으로서 반응이 촉진된다. 디옥시젠의 활성화와 산소원자의 이동반응에서 치토크롬 P450효소의 화합물 I이라 불리는 고원자가 철(IV) 포르피린 π-양이온 라디칼이 중간체로서 반응에 결정적인 영향을 미치고 있음이 명백하게 밝혀졌다.

○ 극히 최근에 CYP 450의 고원자가 철(IV)-oxo 포르피린 π-양이온 라디칼이 동정되었다는 보고가 있으며 철 포르피린모델로 하는 각종 철(IV)-oxo 포르피린 π-양이온 라디칼이 합성되었으며 분광학적인 기술의 적용으로 알칸의 히드록실화나 산소화 등의 반응에 관련된 CYP 450의 역할도 검토되었다.

○ 고원자가 철(IV)-oxo 종이 비heme 철(IV) 효소에서도 반응성 중간체로서 작용하는 것으로 최근 보고 되었으며 단핵 비heme 철(IV)-oxo중간체의 합성도 성공되어 mossbauer 분광분석법으로 그 특성이 측정되었다. 2003년에 큰고리화합물을 배위자로 가진 단핵 철(IV)-oxo착체와 분광분석과 X선결정법을 통해 특성을 측정하였는데 중간체의 Fe와 O 사이에는 2중결합이 있으며 S=1의 저스핀의 FeIV의 산화상태임이 밝혀졌으며 질소원자를 배위원자로 사용하는 단핵철(IV)-oxo착체들이 합성되어 다양한 종류의 기질의 산화반응에 대한 촉매효과가 연구되었다.

○ 본고에서는 철(IV)-oxo 중간체의 합성, 반응성 등에 대한 최근 7년 간의 연구의 진전 상황을 우리나라의 젊은 학자인 이화대학교의 남교수께서 집필한 논문이어서 늘 외국학자가 집필한 논문만을 보아오던 필자에게는 매우 기쁜 일이었다. 이렇게 환경친화적이며 고부가가치 화합물의 합성이라는 분야에 젊은 우리과학자들의 적극적인 참여가 요망된다.

저자: Nam, W; AF Nam, Wonwoo
자료유형: 학술정보