Manganeso y FotosíntesisFRANCISCO PEÓN | CARLOS MARANGE
FACULTAD DE QUÍMICA – UH
Manganeso
OxidanteKMnO4
BateríasMnO2
EnzimasMn2+, Mn3+, Mn4+
Manganeso- Abundancia en la litosfera: 6600 ppm - Configuración electrónica:[Ar] 3d5 4s2
- Masa atómica relativa: 54.938045- Estados de oxidación mas comunes: +2 , +3, +4, +6,+7- Incompatibles con sistemas biológicos
Mn II Mn III Mn IVConfiguración
electrónica[Ar] 3d5 [Ar] 3d4 [Ar] 3d3
Radio Iónico 0.91 0.70 0.52Acidez de Lewis moderada fuerte muy fuerte
Número de coordinación
4, 6 5, 6 6
Propiedades de los Estados de Oxidación con relevancia bioquímica
Pecoraro, V.L, 1992
Manganeso en BiomoléculasMetaloproteínas sin actividad enzimática
Componente estructural de Metaloenzimas
Componente del centro activo de Metaloenzimas
Activador de Metaloenzimas
Metaloproteínas sin actividad enzimática
Concanavalina A
Pecoraro, V.L, 1992
Componente estructural de Metaloenzimas Piruvato Carboxilasa - Conversión de Piruvato en Oxalacetato:
Reacción catalizada por la Biotina
Reacciones enzimáticas catalizadas por centros redox de Mn
Pecoraro, V.L, 1992
Enzimas antioxidantes: Superóxido Dismutastas
SOD
Cu-Zn SOD (citosol de células eucariotas)
Mn SOD(Mitocondrias)
Fe SOD (E.Coli y otras
bacterias)
Manganeso Superóxido Dismutasa (MnSOD)
Mn-SOD Mecanismo de
Acción
Mn
O
N
N
N
H2O
O2 2-
Mn
N
N
N
H2O
O
O22-
Manganeso Catalasa Cataliza la desproporción del Peróxido de Hidrógeno: 2H2O2 2 H2O + O2
Fotosíntesis
Algunos datos - Constituye el sustento de la vida en nuestro planeta. - A nivel mundial la fotosíntesis produce alrededor de 130 Tera watts, lo que representa el triple de la energía consumida por la sociedad actual.
- Se fijan alrededor de 110 – 115 mil millones de toneladas métricas de anualmente.
∆𝐻=470𝑘𝐽 /𝑚𝑜𝑙 ∆𝐺=2870𝑘𝐽 /𝑚𝑜𝑙
𝐶𝑂2+6𝐻2𝑂→𝐶6𝐻12𝑂6+6𝑂2h𝑣
Cloroplastos en células vegetales
Transporte electrónico en la membrana del tilacoide (Diagrama Z)
Complejo liberador de oxígeno
Modelos estructurales para el complejo liberador de oxigeno (CLO)
A B
Esquema propuesto
Biosíntesis de la clorofila
Samuel I. Beale; Photosynthesis Research 60: 43–73, 1999.
Samuel I. Beale; Photosynthesis Research 60: 43–73, 1999.
Samuel I. Beale; Photosynthesis Research 60: 43–73, 1999.
Magnesio quelatasa
T.S. Balaban et al. / Biochimica et Biophysica Acta 1556 (2002) 197–207
T.S. Balaban et al. / Biochimica et Biophysica Acta 1556 (2002) 197–207
Fotosistema I (PSI)- Cadena de transporte electrónico- Coordinación anti- Coordinación syn
anti -82:14-syn
Fijación del carbonoCICLO DE CALVIN
6 RuBP + 6CO2 + 12NADPH + 18 ATP + 12H+ + 6 H2O → 6RuBP + C6H12O6 + 12NADP+ + 18 ADP + 18 Pi
Reacción general del ciclo de Calvin
𝐶𝑂21)
2)
RuBisCO
Fotosíntesis artificial
Thomas j. Meyer, Chemical Approaches to artificial photosynthesis, Accounts of chemical research, Vol. 22 No. 5, Mayo 1989
Chem. Soc. Rev., 2002, 31, 22–36
Chem. Soc. Rev., 2002, 31, 22–36
T. Konishi et al. Tetrahedron 61 (2005) 4881–4899
T. Konishi et al. Tetrahedron 61 (2005) 4881–4899
Tolueno Acetonitrilo/Tolueno
Deposición electroforética
Bull. Chem. Soc. Jpn. Vol. 80, No. 4, 621–636 (2007)