Magnetoreceptores Baseados em Pares Radicais Ampliados por Captura de Radicais: Resiliência ao Relaxamento de Spin

Aves e várias outras espécies possuem a notável habilidade de perceber o campo geomagnético para fins de navegação e orientação. O principal mecanismo de detecção desse sentido de bússola é incerto, mas parece originar-se de um processo verdadeiramente quântico envolvendo pares radicais correlacionados por spin. Para provocar sensibilidade a campos magnéticos fracos, como o campo magnético da Terra, a dinâmica subjacente de spin deve ser protegida de rápida decoerência. Neste trabalho, elucidamos os efeitos do relaxamento de spin em um esquema de reação recentemente sugerido envolvendo três radicais, em vez de um par radical, interconversão dueto-quarteto sob interações magnéticas e uma reação de captura seletiva de spin. Mostramos que, além de gerar uma anisotropia de reação amplamente aprimorada, este esquema de reação estendido é mais resiliente ao relaxamento de spin do que o mecanismo convencional do par radical. Surpreendentemente, o efeito do campo magnético anisotrópico pode ser aprimorado pelo rápido relaxamento de spin em um dos radicais do par primário. Discutimos essa descoberta no contexto da magnetorecepção. A captura de radicais pode proteger o sistema de spin contra o rápido relaxamento de spin em um dos radicais, fornecendo assim um modelo crível para a participação de pares radicais em rápido relaxamento, como FADH•/O2•–, na magnetoreceptação baseada em pares radicais. Essa descoberta ajudará a explicar observações comportamentais que parecem incompatíveis com o par radical proposto anteriormente, flavina semiquinona/tryptofano.