Metalloenzym kan koppla dioxygenaktivering till substratfunktionalisering, som ofta uppvisar oöverträffad effektivitet, även vid omgivningsförhållanden.

Man tror att metall-superoxo-mellanprodukter bildas vid dioxygenaktivering, och sedan ytterligare reducerad till metall-peroxo och slutligen till -oxo-arter. Dock, kemin hos metall-superoxo-komplex är i stort sett okänd.

I deras tidigare studie, forskare under ledning av prof. Ye Shengfa från Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) vid den kinesiska vetenskapsakademin och deras medarbetare upptäckte att behandling av tvåvärt Mn(II), Fe(II), och Co(II)-modellkomplex och/eller enzymer med dioxygen genererade motsvarande kortlivade trevärda metall-superoxo-mellanprodukter. De kunde omvandlas till trevärda metall-hydroperoxo-arter via H-atomabstraktion.

Nyligen, forskarna undersökte reaktionerna av ett Mn(III)-superoxo-komplex med syror av Bronsted och Lewis med hjälp av resonans-Raman, multi-frekvens elektron paramagnetisk resonansspektroskopi i kombination med kvantkemiska beräkningar.

De avslöjade att Mn(III)-superoxokomplexet genomgick proton- och metallkopplad elektronöverföring för att ge en Mn(IV)-hydroperoxo- och en Mn(IV)-peroxo-Sc(III)-art, respektive, därigenom uppvisar ambifil karaktär hos metall-superoxo-komplex.

Denna oöverträffade metod för att generera superoxo-till-peroxo-omvandling representerar ett viktigt steg mot bättre förståelse av dioxygenaktivering och evolutionsprocesser som förekommer i metalloenzymer och artificiella katalysatorer.

Studien publicerades i Journal of the American Chemical Society .