Chemie des Superoxid-Radikals im Meerwasser: Reaktionen mit organischen Cu-Komplexen

Organisch komplexiertes Cu kann ein bedeutender Senke für photoproduziertes Superoxid (O2-) im Meerwasser sein. Mithilfe der Pulsradiolyse untersuchten wir die Geschwindigkeitskonstante der katalytischen Dismutation (kcat) von O2- in Gegenwart von Cu, das mit starken (L1) und schwächeren (L2) organischen Liganden in Küstensee-Wasserproben vorhanden war und von Kulturen von Synechococcus sp. produziert wurde. In den untersuchten Küstenseeproben waren CuL2-Komplexe fast ebenso reaktiv gegenüber O2- wie anorganisch komplexierte Cu-Spezies (kcat = 2,9−8,1 × 10^8 M-1 s-1). Darüber hinaus blieb kcat unabhängig von hinzugefügt Cu (5−60 nM), was darauf hindeutet, dass das hinzugefügte Cu einen einzelnen Typ von Cu-Komplex oder eine Mischung von Komplexen mit sehr ähnlichen O2--Reaktivitäten bildete. Es wurden signifikante Unterschiede zwischen den kcat-Werten von Ästuar- und Küstenseeproben beobachtet, was auf einen Einfluss organischer Liganden aus terrestrischen Quellen hindeutet. CuL1-Komplexe, die von Synechococcus sp. produziert wurden, erwiesen sich als weniger reaktiv (kcat < 1 × 10^8 M-1 s-1). Die hohe Reaktivität der CuL2-Komplexe senkt die Schätzungen der stationären Konzentrationen von O2- in sonnenbeschienenen Meeresgewässern um mindestens den Faktor 10.