Исследование реакций переноса электронов и катализа в мультикупферных оксидазах методом in operando рентгеновской абсорбционной спектроскопии
Assessing electron transfer reactions and catalysis in multicopper oxidases with operando X-ray absorption spectroscopy
2020-01-16
SCID: 54.1/6hb5e2c7
Discuss with AI
билирубиноксидазаперенос электроновмультикупровые оксидазыоперандо-рентгеновская абсорбционная спектроскопияреакция восстановления кислорода
Figures from the paper
Abstract (AI)
Предложена экспериментальная установка на основе рентгеновской абсорбционной спектроскопии in operando (XAS) для выяснения причин исключительной каталитической эффективности медьсодержащих оксидоредуктаз в реакции восстановления кислорода (ORR). Для использования в самодельной электрохимической ячейке in operando XAS был разработан электрод на основе углеродных наночастиц, организованных в мезопористые структуры, с билирубиноксидазой (BOD); с его помощью исследовали перенос электронов в условиях ORR. В присутствии молекулярного кислорода кофактор BOD, содержащий четыре иона меди, восстанавливается при перенапряжении примерно 150 мВ по сравнению с условиями отсутствия кислорода. Вторая стадия переноса электронов, протекающая быстрее восстановления кофактора, указывает на то, что ионы меди действуют как трехмерные редокс-активные электронные мостики в реакции переноса электронов.
Key Findings
1
Электрод на основе наночастиц углерода, организованных в мезопористые структуры, с иммобилизованной билирубиноксидазой был интегрирован в специально изготовленную операндо-электрохимическую ячейку XAS.
2
Вторая стадия переноса электронов протекала быстрее восстановления кофактора, что указывает на роль ионов меди как трёхмерных редокс-активных электронных мостиков.
3
Разработана установка для операндо-рентгеновской абсорбционной спектроскопии, позволяющая исследовать перенос электронов и катализ в мультикуперовом оксидоредуктазе при восстановлении кислорода.
4
Полученные результаты раскрывают механистические причины высокой каталитической эффективности медьсодержащих оксидоредуктаз в реакции восстановления кислорода.
5
В условиях восстановления кислорода четырехкуперовому кофактору билирубиноксидазы требовалось примерно на 150 мВ большее перенапряжение для восстановления по сравнению с условиями без кислорода.
Research Object
мультикупферный кофактор билирубиноксидазы (BOD), содержащий четыре иона меди, в условиях реакции восстановления кислорода (ORR)
Research Subject
кинетика переноса электронов и каталитическое окислительно-восстановительное поведение мультикупферного кофактора при реакции восстановления кислорода, включая его роль трёхмерного электроноактивного редокс-моста
Publication Details
Publication Date
2020-01-16
Journal
Publisher
ISSN
Open access PDF
Access Type
Author Information
Download PDF
Subscribe to digest