Дослідження моделей зв’язування кисню гемом за допомогою теорії функціоналу густини

Abstract

Мета. Для дослідження механізму зв’язування кисню гемом розглянуто три моделі геометричної структури комплексу ферум(ІІ)-порфіну з молекулою О2 : молекула кисню розташована перпендикулярно до макроциклу порфіну, паралельно і під кутом. Методи. Квантово-хімічним методом теорії функціоналу густини на рівні UB3LYP/6-311G проведено розрахунок моделей комплексів ферум(ІІ)-порфіну з молекулою кисню. Результати. Описано геометричні та електронні структури, а також інфрачервоні спектри поглинання комплексів у високоспіновому (септетному) стані. Висновки. Зроблено припущення стосовно того, що основний механізм виявлення спін-орбітальної взаємодії у ході приєднання O2 до гему пов’язаний з особливостями електронної структури молекули O2.

Aim. To study a mechanism of molecular oxygen binding to heme three models of geometry structure of the complex are considered: the axis of O2 molecule is situated perpendicularly to the porphin macrocycle, parallel, and angularly. Methods. The Fe(II) porphin complexes with dioxygen are calculated by the quantum-chemical method of density functional theory with the UB3LYP/6-311G approximation. Results. The optimized geometry and electron structures as well as the absorption IR spectra of the complexes in the high-spin (septet) state are described. Conclusions. It is shown that the main mechanism of spin-orbit coupling during the O2 binding to heme is connected with peculiarity of the O2 molecule electronic structure.