Spectrophotometric study of formation and reactivity of the oxoiron(IV)porphyrin cation-radical with the application of microperoxidase-11

Badania, których zwieńczeniem jest poniższa praca dotyczyły doboru warunków reakcji w celu otrzymania względnie stabilnych modelowych form oksoporfirynożelaza(IV) (związek I, związek II), jak i zbadania utleniających właściwości kationorodnika oksoporfirynożelaza(IV) (związek I) wobec organicznych substratów z wykorzystaniem mikroperoksydazy-11. Generowanie reaktywnych form oksożelaza(IV) było prowadzone w pH zasadowym, bliskim obojętnego oraz kwaśnym, stosując jako oksydant kwas meta-chloroperoksobenzoesowy (mCPBA). Mikroperoksydaza-11 została poddana acetylacji, aby zapobiec dimeryzacji peptydu. Skuteczność acetylacji potwierdzono metodą HPLC. Dobór pH oraz odpowiedniego stosunku stężeń mikroperoksydaza-11 : oksydant pozwoliło otrzymać względnie stabilną formę związku I. Stanowi on prosty model umożliwiający śledzenie aktywności utleniającej peroksydaz. Kinetykę reakcji utleniania organicznego substratu (1-fenyloetanolu) określono pracując w warunkach pseudo-pierwszorzędowych (nadmiar substratu) i zachowując stały stosunek [(AcMP11)(Por)FeIII] : [mCPBA]. Liniowa zależność obserwowanej stałej szybkości reakcji kobs względem stężenia 1-fenyloetanolu pozwoliła na wyznaczenie drugorzędowej stałej szybkości reakcji k = 1731,19 ± 42,89 [M-1s-1].The aim of this thesis was to select optimal reaction conditions for generation of relatively stable models of high-valent iron(IV) oxo intermediates (compound I, compound II) as well as to examine the oxidizing properties of the oxoiron(IV)porphyrin cation-radical (compound I) towards organic substrates with application of microperoxidase-11. Generating the reactive oxoiron(IV)porphyrin species was carried out at alkaline, near neutral and acidic pH, using m-chloroperoxybenzoic acid (mCPBA) as an oxidant. Microperoxidase-11 was acetylated to prevent dimerization of the peptide. The effectiveness of acetylation was confirmed by HPLC. The selection of an appropriate pH and concentration ratio of microperoxidase-11: oxidant allowed to receive a relatively stable form of compound I. Generated compound I is a simple model that allows studying the oxidative activity of peroxidases. Kinetic of organic substrate oxidation (1-phenylethanol) was studied under pseudo-first order conditions (excess of substrate) and a constant ratio of [(AcMP11)(Por)FeIII]: [mCPBA] was maintained. The linear dependence of the observed rate constant kobs versus concentration of 1-phenylethanol allowed to determine second order rate constant k = 1731.19 ± 42.89 [M-1s-1]