Antioxidation activity of molecular hydrogen via protoheme catalysis in vivo: an insight from ab initio calculations.
分子状水素（H₂）の抗酸化活性の原子レベルの機構を解明するため、鉄プロトポルフィリン・イミダゾール錯体FeP(Im)とH₂の相互作用を第一原理計算で系統的に検討した。end-on非対称配置でのジヒドロゲン結合とside-on対称配置でのKubas結合という2種類の結合様式が確認された。H₂の吸着・解離・脱離の活性化障壁は最大2.78 eVであり、自由H₂のH-H結合解離エネルギー4.64 eVを大幅に下回る。さらにFeP(Im)とH₂およびH錯体の結合解離エネルギーが活性酸素・窒素種（RONS）のそれより低く、プロトヘムが生体内でH₂によるRONS消去の有効な触媒として機能することが示された。
FeP(Im)上でH₂がジヒドロゲン結合またはKubas結合を形成し、活性化障壁（最大2.78 eV）がH-H結合エネルギー（4.64 eV）より低いため、プロトヘムが触媒としてRONSの水素化消去を促進する。
細胞・分子レベルの基礎研究です。ヒトでの応用には吸入経路が最も有望な投与方法とされますが、吸入応用にあたっては爆発リスクを伴うため使用濃度に注意が必要です（LFL 実証値 10%、高濃度機は非推奨）。
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