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Oxoverbrückte Polyeisenzentren in Biologie und Chemie

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  • In diesem Beitrag bezieht sich der Begriff oxoverbrückt im allgemeinen auf das verbrückende Sauerstoffatom eines Oxoliganden, in Anlehnung daran aber auch auf Spezies mit verbrückenden OH- oder OR-Liganden.

Abstract

Das Element Eisen wird in der Biologie oft nur mit Häm- oder Eisen-Schwefel-Proteinen in Verbindung gebracht. Der Transport von molekularem Sauerstoff, die Reduktion von Ribo- zu Desoxyribonucleotiden, die Aktivität der Sauren Phosphatasen, die Oxidation von Methan zu Methanol und die Speicherung von Eisen gehören jedoch zu der wachsenden Zahl biologischer Phänomene, von denen bekannt ist oder angenommen wird, daß sie mit einer sich neu abzeichnenden Klasse von Proteinen, die oxoverbrückte Di- oder Polyeisenaggregate im aktiven Zentrum enthalten, in Zusammenhang stehen. Das Erkennen dieser Eisen-Oxo-Proteine als eigene Klasse unter den Metalloproteinen veranlaßte Anorganiker, Modellverbindungen zu synthetisieren und charakterisieren, die die physikalischen Eigenschaften und Funktionen der Polymetallzentren solcher Proteine wiedergeben. Als Folge wurde eine Vielzahl neuer oxoverbrückter Di-, Tri-, Tetra-, Hexa-, Octa- und Undecaeisenaggregate synthetisiert. Diese neuen Komplexe ermöglichen nicht nur einen Einblick in charakteristische Einzelheiten der Metallzentren in Eisen-Oxo-Proteinen, sie sollen auch zur Synthese neuer Verbindungen – Oxidationskatalysatoren und Korrosionsinhibitoren eingeschlossen – anregen und zu neuen Theorien führen, mit denen ihre physikalischen Eigenschaften beschrieben werden können. Sie sollen schließlich die Entwicklung neuer Strategien zur Behandlung von Krankheiten, bei denen Eisenverbindungen eine Rolle spielen, fördern und nicht zuletzt ein Bindeglied zwischen der Chemie der Bio- und der Geosphäre werden.

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