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El complejo generador de oxígeno (OEC), también conocido como complejo de división del agua , es el sitio activo de una enzima oxidante del agua involucrada en la fotooxidación del agua durante las reacciones luminosas de la fotosíntesis . [ 3 ] El OEC está rodeado por 4 proteínas centrales del fotosistema II en la interfaz membrana-lumen. El mecanismo para la división del agua implica la absorción de tres fotones antes de que el cuarto proporcione la energía suficiente para la oxidación del agua . [ 4 ] Basado en una teoría ampliamente aceptada de 1970 por Kok, el complejo puede existir en 5 estados, denominados S 0 a S 4 , siendo S 0 el más reducido y S 4 el más oxidado. La energía de los fotones capturados por el fotosistema II mueve el sistema del estado S 0 a S 1 a S 2 a S 3 y finalmente a S 4 . S 4 reacciona con el agua produciendo oxígeno libre :
- 2 H 2 O → O 2 + 4 H + + 4 mi -
Esta conversión restablece el catalizador al estado S 0 .
El sitio activo del OEC consiste en un grupo de manganeso y calcio con la fórmula Mn₄Ca₁OₓCl₁₋₂ ( HCO₃ ) ᵧ . Este grupo se une a las subunidades D₁ y CP₄₃ y se estabiliza mediante proteínas de membrana periféricas . Se han examinado muchas de sus características mediante experimentos de fotólisis ultrarrápida , resonancia paramagnética electrónica (RPE) y espectroscopia de rayos X. [ 5 ]
Se propone que el mecanismo del complejo implica un óxido de Mn que se acopla mediante la formación de un enlace OO a un óxido/hidróxido de calcio. [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]
Referencias
- ↑ Kok, B.; Forbush, B.; McGloin, M. (1970). "Cooperación de cargas en la evolución fotosintética de O2. I. Un mecanismo lineal de cuatro pasos". Photochem. Photobiol . 11 (6): 467– 475. doi : 10.1111/j.1751-1097.1970.tb06017.x . PMID 5456273. S2CID 31914925 .
- ↑ Umena, Yasufumi; Kawakami, Keisuke; Shen, Jian-Ren; Kamiya, Nobuo (mayo de 2011). "Estructura cristalina del fotosistema II que produce oxígeno a una resolución de 1,9 Å" ( PDF) . Nature . 473 (7345): 55– 60. Bibcode : 2011Natur.473...55U . doi : 10.1038/nature09913 . PMID 21499260. S2CID 205224374 .
- ↑ Raymond, J.; Blankenship, R. (2008). "El origen del complejo generador de oxígeno". Coordination Chemistry Reviews . 252 ( 3– 4): 377– 383. doi : 10.1016/j.ccr.2007.08.026 .
- ↑ Johnson, James. "El origen de la vida: el surgimiento del complejo evolutivo del oxígeno" . www.chm.bris.ac.uk. Universidad de Florida . Consultado el 30 de abril de 2020 .
- ↑ Resumen : Manganeso: El complejo generador de oxígeno y modelos1 : Enciclopedia de química inorgánica : Wiley InterScience
- ↑ Askerka, Mikhail; Brudvig, Gary W.; Batista, Victor S. (2017). "El complejo generador de O2 del fotosistema II: Perspectivas recientes a partir de datos de mecánica cuántica/mecánica molecular (QM/MM), estructura fina de absorción de rayos X extendida (EXAFS) y cristalografía de rayos X de femtosegundos" . Accounts of Chemical Research . 50 (1): 41– 48. doi : 10.1021/acs.accounts.6b00405 . OSTI 1341222. PMID 28001034 .
- ↑ Yano, Junko; Kern, Jan; Yachandra, Vittal K.; Nilsson, Håkan; Koroidov, Sergey; Messinger, Johannes (2015). "Producción de dioxígeno dependiente de la luz en la fotosíntesis". En Peter MH Kroneck y Martha E. Sosa Torres (eds.). Sustentando la vida en el planeta Tierra: metaloenzimas que dominan el dioxígeno y otros gases masticables . Iones metálicos en ciencias de la vida. Vol. 15. Springer. pp. 13–43 . doi : 10.1007/978-3-319-12415-5_2 . ISBN 978-3-319-12414-8. PMC 4688042 . PMID 25707465 .
- ↑ Oyala, Paul H.; Stich, Troy A.; Debus, Richard J.; Britt, R. David (2015). "El amoníaco se une al manganeso colgante del complejo generador de oxígeno del fotosistema II". Journal of the American Chemical Society . 137 (27): 8829– 8837. Bibcode : 2015JAChS.137.8829O . doi : 10.1021/jacs.5b04768 . PMID 26083545 .
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