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Cúmulo de hierro y azufre

Estructura de [Fe 4 S 4 (SMe) 4 ] 2− , un análogo sintético de los cofactores 4Fe–4S . [1]

Los cúmulos de hierro-azufre son conjuntos moleculares de hierro y sulfuro . Suelen analizarse en el contexto del papel biológico de las proteínas de hierro-azufre , que son omnipresentes. [2] Se conocen muchos cúmulos de Fe-S en el área de la química organometálica y como precursores de análogos sintéticos de los cúmulos biológicos. Se supone que el último ancestro común universal tenía muchos cúmulos de hierro-azufre. [3]

Cúmulos organometálicos

Los grupos organometálicos Fe–S incluyen los carbonilos sulfido con la fórmula Fe 2 S 2 (CO) 6 , H 2 Fe 3 S(CO) 9 y Fe 3 S 2 (CO) 9 . También se conocen compuestos que incorporan ligandos de ciclopentadienilo , como (C 5 H 5 ) 4 Fe 4 S 4 . [4]

Figura. Agrupamientos sintéticos Fe–S ilustrativos. De izquierda a derecha: Fe 3 S 2 (CO) 9 , [Fe 3 S(CO) 9 ] 2− , (C 5 H 5 ) 4 Fe 4 S 4 y [Fe 4 S 4 Cl 4 ] 2− .

Materiales inorgánicos

Estructura del ditioferrato de potasio , que presenta cadenas infinitas de centros Fe(III).

Cúmulos biológicos de Fe–S

Los grupos de hierro y azufre se encuentran en muchos sistemas biológicos, a menudo como componentes de proteínas de transferencia de electrones . Las proteínas ferredoxinas son los grupos de Fe-S más comunes en la naturaleza. Presentan centros 2Fe-2S o 4Fe-4S. Se encuentran en todas las ramas de la vida. [5]

Los grupos Fe–S se pueden clasificar según su estequiometría Fe:S [2Fe–2S], [4Fe–3S], [3Fe–4S] y [4Fe–4S]. [6] Los grupos [4Fe–4S] se presentan en dos formas: ferredoxinas normales y proteínas de hierro de alto potencial (HiPIP). Ambas adoptan estructuras cuboidales , pero utilizan diferentes estados de oxidación . Se encuentran en todas las formas de vida. [7]

El par redox relevante en todas las proteínas Fe–S es Fe(II)/Fe(III). [7]

Se han sintetizado en el laboratorio numerosos grupos con la fórmula [Fe 4 S 4 (SR) 4 ] 2− , que se conocen para muchos sustituyentes R y con muchos cationes. Se han preparado variaciones que incluyen los cubanos incompletos [Fe 3 S 4 (SR) 3 ] 3− . [8]

Véase también

Referencias

  1. ^ Axel Kern; Christian Näther; Felix Studt; Felix Tuczek (2004). "Aplicación de un campo de fuerza universal a cúmulos mixtos de Fe/Mo−S/Se de cubanos y heterocubanos. 1. Sustitución de azufre por selenio en la serie [Fe 4 X 4 (YCH 3 ) 4 ] 2– ; X = S/Se e Y = S/Se". Inorg. Chem . 43 (16): 5003–5010. doi :10.1021/ic030347d. PMID  15285677.
  2. ^ Lippard, SJ y Berg, JM (1994). "Principios de la química bioinorgánica". University Science Books: Mill Valley, CA. ISBN 0-935702-73-3
  3. ^ Weiss, Madeline C., et al. (2016). "La fisiología y el hábitat del último ancestro común universal". Nature Microbiology 1 (9): 1–8.
  4. ^ Ogino, H.; Inomata, S.; Tobita, H. (1998). "Clústeres abiológicos de hierro y azufre". Chem. Rev. 98 ( 6): 2093–2122. doi :10.1021/cr940081f. PMID  11848961.
  5. ^ Johnson, DC; Dean, DR; Smith, AD; Johnson, MK (2005). "Estructura, función y formación de cúmulos biológicos de hierro y azufre". Revisión anual de bioquímica . 74 (1): 247–281. doi :10.1146/annurev.biochem.74.082803.133518. PMID  15952888.
  6. ^ Lill, Roland (2015). "Problema de la proteína hierro-azufre". Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Molecular Cell Research . 1853 (6): 1251–1252. doi :10.1016/j.bbamcr.2015.03.001. PMC 5501863 . PMID  25746719. 
  7. ^ ab Fisher, N (1998). "Transferencia intramolecular de electrones en [4Fe–4S)]". The EMBO Journal : 849–858.
  8. ^ Rao, PV; Holm, RH (2004). "Análogos sintéticos de los sitios activos de las proteínas de hierro-azufre". Chem. Rev. 104 ( 2): 527─559. doi :10.1021/Cr020615+. PMID  14871134.

Enlaces externos