【摘 要】
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氧分子还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)是生物体进行新陈代谢以获取能量维持正常生命活动的一个关键步骤,其发生于需氧生物呼吸链反应的末端.O2最终被还原为水,
【机 构】
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浙江大学化学系,浙江,杭州,310058
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氧分子还原反应(oxygen reduction reaction,ORR)是生物体进行新陈代谢以获取能量维持正常生命活动的一个关键步骤,其发生于需氧生物呼吸链反应的末端.O2最终被还原为水,反应所释放的能量主要表现为一个质子的跨膜浓度梯度,即一个跨膜电化学势差,它是推动合成腺嘌呤核苷三磷酸的主要驱动力[1].此外,氧分子催化还原反应是一个质子偶合的电子转移反应(Proton Transfer Coupled Electron Transfer,PCET),即反应过程既有电子转移也有质子转移步骤,二者同时发生或者顺次发生.液/液界面可看作最简单的生物膜模型,近年来液/液界面电(分析)化学被广泛应用于模拟研究生物膜呼吸链反应中的O2还原过程的机理.以二茂铁及其衍生物为疏水的电子给体,研究了不同氮杂环化合物(卟啉、酞氰)对界面O2还原过程的机理[1].研究证实,液/液界面上卟啉催化氧分子还原反应是一个质子偶合的电子转移反应,不仅金属卟啉分子具有催化活性,非金属卟啉对氧分子还原同样具有催化活性[2].此外,通过研究细胞色素C水解的产物,即微过氧化物酶-11(简写为MP-11),对氧还原反应的催化作用,证明了在只有Fe位点的条件下不能实现氧的四氢四电子完全还原,即细胞色素c氧化酶中的Cu位点的存在是至关重要的.
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