Международная группа ученых совершила важное открытие в области исследования фотосинтеза, обнаружив необычный оксидный кластер марганца с высокоспиновыми центрами. Исследование, опубликованное в Journal of the American Chemical Society, может стать ключом к пониманию природного фотосинтеза.
Фотосинтез, эволюционировавший более 2 миллиардов лет назад у цианобактерий и водорослей, представляет собой сложный процесс преобразования воды и углекислого газа в углеводы и кислород. В природе этот процесс осуществляется с участием четырех атомов марганца и одного атома кальция.
Исследователи из Берлинского университета имени Гумбольдта (HU Berlin) и Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца (HZB) изучили уникальную структуру, состоящую из пяти атомов. В ней два атома марганца связаны между собой двумя атомами кислорода, образующими мостики, а третий атом кислорода присоединен к одному из атомов марганца.
Особенность открытия заключается в том, что атомы марганца находятся в различных степенях окисления (+2 и +5), что является крайне редким явлением. До этого момента было известно только два примера высокоспиновых центров марганца (V), причем оба содержали лишь по одному атому марганца.
Докторант Олеся Аблясова и исследователь Константин Хирш из HZB совместно с теоретическим химиком Михаэлем Рёмельтом из HU Berlin провели эксперименты на установке BESSY II. Исследование потребовало применения сложных вычислительных методов и использования ионной ловушки для рентгеновской спектроскопии.
Обнаруженный кластер представляет собой простейшую модель природного катализатора фотосинтеза. Это открытие может помочь понять механизм образования молекул кислорода в природе и открывает новые перспективы для изучения более крупных кластеров, приближенных к естественному фотосинтезу.
Результаты исследования создают основу для поиска новых высокоспиновых центров марганца (V) и углубленного изучения процессов, происходящих при фотосинтезе. Это важный шаг на пути к полному пониманию одного из фундаментальных природных процессов.
Изображение носит иллюстративный характер
Фотосинтез, эволюционировавший более 2 миллиардов лет назад у цианобактерий и водорослей, представляет собой сложный процесс преобразования воды и углекислого газа в углеводы и кислород. В природе этот процесс осуществляется с участием четырех атомов марганца и одного атома кальция.
Исследователи из Берлинского университета имени Гумбольдта (HU Berlin) и Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца (HZB) изучили уникальную структуру, состоящую из пяти атомов. В ней два атома марганца связаны между собой двумя атомами кислорода, образующими мостики, а третий атом кислорода присоединен к одному из атомов марганца.
Особенность открытия заключается в том, что атомы марганца находятся в различных степенях окисления (+2 и +5), что является крайне редким явлением. До этого момента было известно только два примера высокоспиновых центров марганца (V), причем оба содержали лишь по одному атому марганца.
Докторант Олеся Аблясова и исследователь Константин Хирш из HZB совместно с теоретическим химиком Михаэлем Рёмельтом из HU Berlin провели эксперименты на установке BESSY II. Исследование потребовало применения сложных вычислительных методов и использования ионной ловушки для рентгеновской спектроскопии.
Обнаруженный кластер представляет собой простейшую модель природного катализатора фотосинтеза. Это открытие может помочь понять механизм образования молекул кислорода в природе и открывает новые перспективы для изучения более крупных кластеров, приближенных к естественному фотосинтезу.
Результаты исследования создают основу для поиска новых высокоспиновых центров марганца (V) и углубленного изучения процессов, происходящих при фотосинтезе. Это важный шаг на пути к полному пониманию одного из фундаментальных природных процессов.
