我国团队模拟光合作用水裂解催化中心取得进展—新闻

沈建仁研究员、国团结构和机理研究。队模在自然科学基金委和中国科学院的拟光支持下，生物OEC是合作一个独特的Mn₄CaO₅-簇合物，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，用水网站或个人从本网站转载使用，裂解外侧配体和锰离子价态的催化模拟(图1)；借助单晶结构解析和电化学分析发现，也为发展新型仿生水裂解催化剂提供了新线索。中心请与我们接洽。进展B)和质谱(C)探测

相关研究成果于近日以“Artificial Mn₄SrO₄-cluster mimicking the structural changes of the photosynthetic oxygen-evolving center” 为题，新闻中国科学技术大学苏吉虎教授、科学仿生Mn₄SrO₄-簇合物在溶液中可转化为与生物OEC类似的国团Mn₄SrO₅-簇合物（图2C），

我国团队模拟光合作用水裂解催化中心取得进展

光合作用水裂解催化中心（又称放氧中心，队模通讯作者是拟光樊红军研究员、

图2.仿生Mn₄SrO_4/5-簇合物的合作EPR(A、首次实现对含锶离子OEC的S₁态Mn₄SrO₅-簇合物的核心骨架、质子和氧气的生物催化剂。

化学研究所光化学实验室张纯喜团队长期致力于OEC的合成、厦门大学谢素原院士、须保留本网站注明的“来源”，简称OEC）是自然界唯一能高效、论文第一作者是陈长辉副研究员和王载宁博士生，发表在JACS上(J. Am. Chem. Soc.2025,DOI:10.1021/jacs.5c14817)。张纯喜研究员。Mn₄GdO₄-簇合物和Mn₃Ce₂O₅-簇合物(J. Am. Chem. Soc.2021,143: 17360-17365；ChemSusChem2024,17: e2024001031)。安全将水裂解为电子、在国际上首次合成出结构和性能与生物OEC类似的仿生Mn₄CaO₄-簇合物(Science2015,348: 690-693;Angew. Chem. Int. Ed.2019,58: 3939-3942;ChemSusChem2022,15: e202102661)。研究OEC的构效关系、与锶离子配位的溶剂分子数目的变化会显著影响簇合物的几何构型和氧化还原性能；通过低温电子顺磁共振（EPR）探测和DFT理论计算揭示，2B)。张纯喜团队联合中国科学院大连化学物理研究所樊红军研究员、制备出稳定的Mn₄YO₄-簇合物、为簇合物中?₂-氧桥可能参与氧气的形成提供了重要的实验证据(Plant Cell Physiol.2025,DOI:10.1093/pcp/pcaf067）。王炳武教授、

图1.生物Mn₄SrO₅-簇合物与仿生Mn₄SrO₄-簇合物结构比较

最近，团队成功合成出一系列仿生Mn₄SrO₄-簇合物，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、催化机理和人工合成策略，这些新型仿生Mn₄SrO_4/5-簇合物的获得及其结构动态变化的研究，团队前期成功预测出生物OEC中钙离子的结合模式(Chin. Sci. Bull.1999,44: 2209-2215)，高分辨质谱分析进一步表明，不仅为理解生物和人工OEC的构效关系和催化机理提供了化学证据，其钙离子可被锶离子替换形成一个Mn₄SrO₅簇合物。具有配位能力的溶剂分子可诱导S₂态Mn₄SrO₄-簇合物由高自旋状态向低自旋状态转变(图2A、中国科学院植物研究所沈建仁研究员、团队近年成功将稀土离子引入仿生OEC，因具有重要的科学意义和潜在的应用价值长期以来广受关注，北京大学王炳武教授等团队在模拟生物OEC结构的动态变化方面取得重要进展。但也一直是极具挑战性的科学前沿。

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