La métalloenzyme peut coupler l'activation du dioxygène à la fonctionnalisation du substrat, qui fait souvent preuve d'une efficacité inégalée, même aux conditions ambiantes.

On pense que des intermédiaires métal-superoxo se forment lors de l'activation du dioxygène, puis encore réduit en métal-peroxo et finalement en espèces -oxo. Cependant, la chimie des complexes métal-superoxo reste largement inconnue.

Dans leur étude précédente, des chercheurs dirigés par le professeur Ye Shengfa de l'Institut de physique chimique de Dalian (DICP) de l'Académie chinoise des sciences et leurs collaborateurs ont découvert que le traitement du Mn(II) divalent, Fe(II), et des complexes modèles de Co(II) et/ou des enzymes avec du dioxygène ont généré des intermédiaires métal trivalent-superoxo correspondants à courte durée de vie. Ils pourraient être transformés en espèces trivalentes métal-hydroperoxo via l'abstraction d'atomes d'hydrogène.

Récemment, les scientifiques ont examiné les réactions d'un complexe Mn(III)-superoxo avec les acides de Bronsted et de Lewis en utilisant la résonance Raman, spectroscopies de résonance paramagnétique électronique multifréquence couplées à des calculs de chimie quantique.

Ils ont révélé que le complexe Mn(III)-superoxo a subi un transfert d'électrons couplés par des protons et des métaux pour donner une espèce Mn(IV)-hydroperoxo et une espèce Mn(IV)-peroxo-Sc(III), respectivement, manifestant ainsi le caractère ambiphile des complexes métal-superoxo.

Cette méthode sans précédent pour générer une conversion superoxo en peroxo représente une étape importante vers une meilleure compréhension des processus d'activation et d'évolution du dioxygène se produisant dans les métalloenzymes et les catalyseurs artificiels.

L'étude a été publiée dans le Journal de l'American Chemical Society .