ヘモグロビンについて

質問

ヘモグロビンについて質問します。ヘモグロビンのヘムはFe^２＋が配位結合した構造だと思うのですが、Fe^3＋が配位結合しないのはなぜなのでしょうか。Feの周りの電子と関係しているのかなあと思うのですが、どうなのですか。誰か教えてください。

回答No.3

noname#62864 · ベストアンサー

補足です。
図において、点線で書かれている結合は配位結合です。
ここで、Nは=N-というように３本の共有結合を形成していますので、残った孤立電子対を使ってFeに配位しています。

実線で書かれている結合は共有結合でしょう。ここでは、NとFeが電子を１個ずつ出し合って結合を形成していることになります。

金属と窒素の共有結合というのは奇異な感じがするかも知れませんが、以下のように考えて下さい。
たとえば、No.2で示した参考URLの中のhem2.htmlの図において、5と6の間を二重結合とすれば、その環の窒素について=N-のような構造を書くことができ、そうすれば、そのNとFeの間の結合は配位結合ということになります。
そのまま、二重結合と単結合が逆になるように、分子全体にわたって結合を変えていけば、結果的にFeとNの間の結合において、配位結合、共有結合の別が逆転してしまうことがわかります。
これを「共鳴」と呼びます。
すなわち、具体的な構造式を書く際には、配位結合か共有結合のどちらかで書かなければなりませんが、実際のFe-N結合は両者の中間的な性質を持つことになります。

いずれにせよ、計算上は、電子を２個出しているNと１個出しているNがそれぞれ２原子ずつ存在することになります。

お礼

説明ありがとうございました！疑問がとけて、すっきりしました。

回答No.2

noname#62864

Fe2+の価電子は６個です。
Fe等の遷移金属には１８電子則というものがあって、中心原子が配位子から電子対を受け取って、価電子が１８個になった状態が安定です。
したがって、Fe2+は６個の配位子を受け入れて１８電子則を満たすのが安定な状態です。
これが、Fe3+になると電子数が１個少なくなって、同数の配位子を受け入れたのでは電子数が不足してしまいます。

ヘモグロビンなどの高分子中でも原則は同じなのですが、配位子交換などを起こしながら、電子数の変化に対応しているようです。

参考URLに説明があります。下部の「進む」や「戻る」をクリックして、見ていって下さい。

参考URL：

http://www.kochi-u.ac.jp/~tatukawa/edu/semc3/2004/b3sb078/hem2.html

お礼

なるほど。説明ありがとうございます！よくわかりました。

補足

分からないことがあるので質問なんですが、ヘムの構造の図で、２つのNは点線で配位結合のようにかかれていて、もう２つのNは傍線でそれぞれの結合で電子を１つしかだしていないように書かれてるんですけど、Nっていうのはすべて、電子を２つ出しているという意味の図なんでしょうか。教えてくれませんか。

回答No.1

xcrOSgS2wY

酸素・二酸化炭素運搬能力を持った状態のヘモグロビンのヘム鉄は2価の状態であるというだけで、ヘム鉄自体は2価にも3価にもなり得ます。

生体内にある鉄イオンが2価の状態であるためヘムと配位結合するのが2価ばかりになってしまうだけで、2価と3価の両方が存在するときに選択的に2価のイオンだけが取り込まれるというわけではないように思います。

お礼

説明ありがとうございました！