외구 전자전달

외구(外球)^[1]는 ET 사건 전후에 분리되어 있고 온전한 화학종 사이에 발생하는 전자전달(ET) 사건을 말한다. 대조적으로, 내부 구체 전자 전달의 경우, ET를 진행 중인 참여 redox 사이트는 화학적 교량으로 연결된다. 외구 전자전달의 ET는 두 개의 비연결종 사이에 발생하기 때문에 전자는 하나의 redox 중심에서 다른 중심으로 우주를 통과하도록 강제된다.

마르쿠스 이론

외구 전자 전달 속도를 설명하는 주 이론은 루돌프 A에 의해 개발되었다. 1950년대 마커스. 마르쿠스 이론의 주요 측면은 열역학적 추진력에 대한 전자 전달률의 의존성(전자를 변화시키는 부위의 리독스 전위차)이다. 대부분의 반응에서, 증가된 추진력에 따라 요금이 증가한다. 두 번째 측면은 외구 전자 전달 속도가 반비례적으로 "재구성 에너지"에 좌우된다는 점이다. 재구성 에너지는 산화제 및 환원제가 산화 상태를 전환하는데 필요한 결합 길이와 각도의 변화를 설명한다. 이 에너지는 자가 환율 측정으로 평가된다(아래 참조).

외부구 전자전달은 특히 생화학에서는 단백질을 개입시켜 여러 개의 (최대 약 11개) 앵스트롬에 의해 redox 중심이 분리되는 전자전달의 가장 흔한 유형이다. 생화학에서는 두 가지 주요 형태의 외구 ET가 있는데, 두 가지 생물학적 분자 사이의 ET 또는 고정 거리 전자전달이며, 이 두 종류는 전자가 하나의 생체분자(예: 세포내) 내에서 전달된다.^[2]

예

자기교환

외구 전자전달은 산화 상태를 제외하고 동일한 화학종 사이에서 발생할 수 있다.^[3] 이 과정을 자기 교환이라고 한다. 예를 들면 과망간산염과 망간산염 사이의 퇴행반응이 있다.

[MnO₄]⁻ + [Mn*O₄]²⁻ → [MnO₄]²⁻ + [Mn*O₄]⁻

옥타헤드 금속 단지의 경우 자가 교환 반응 속도 상수는 전자 궤도 모집단의 변화와 관련이 있으며, 그 모집단은_g 금속-리간드 결합 길이에 가장 큰 영향을 미친다.

• [Co(bipy)]/[₃⁺Co(bipy)]₃²⁺ 쌍의 경우 10Ms에서⁹⁻¹⁻¹ 자체 교환이 진행되며, 이 경우 전자 구성은 Co(I): (t_2g)(⁶e_g)²에서 Co(II): (t_2g)(⁵e_g)로 변경된다.²
• [Co(bipy)]/[₃²⁺Co(bipy)]₃³⁺ 쌍의 경우, 18 Ms⁻¹⁻¹. 이 경우 전자 구성은 Co(i_2g) : (t)(⁵e_g)²에서 Co(III) : (t_2g)(⁶e_g)로 바뀐다.⁰

철황단백질

외구 ET는 철황 단백질의 생물학적 기능의 기본이다. Fe 센터들은 일반적으로 시스테비닐 리간드에 의해 더 조정된다. [FeS₄₄] 전자전달 단백질([FeS₄₄] 페레독신)은 저전위(박테리아형)와 고전위(HiPIP) 페레독신(HiPip)으로 더욱 세분화될 수 있다. 저전위 및 고전위 페레독신은 다음과 같은 redox 체계에 의해 연관된다.

개별 redox 상태 간의 작은 구조적 차이 때문에, ET는 이들 군집들 사이에서 빠르다.

참고 항목

• 내구 전자전달

참조