A polynuclear iron complex, candidate as a member of the ferric “low-molecular-mass intracellular iron pool”: electrochemistry, reductive iron release and Fenton reaction

LEDSS, UMR CNRS 5616 and LEOPR, UMR CNRS 5630, Université Joseph-Fourier, BP 53 X, 38041 Grenoble cedex 9, France.

Abstract

The trinuclear iron complex {[Fe(Ala)₂H₂O]₃O}⁷⁺ which arises from spontaneous self-assembling of alanine and ferric salts has been studied as one of the possible candidates for the ferric part of the intracellular low molecular mass iron pool. Electrochemical studies in water have evidenced (i) the reversibility of the one-electron reduction into the mixed valence Fe(II)Fe(III)Fe(III) complex and (ii) the irreversibility of the total reduction which leads to the deposit of ferrous iron. The NAD(P)H : flavin oxidoreductase from E. coli has been shown to mobilize iron from the complex efficiently. In the presence of reducing agents, the complex promoted Fenton chemistry. These results argue in favour of the hypothesis that the complex may be a ferric constituent of the iron pool. At least, the complex is a possible model for in vitro studies of the properties of the iron pool.

Résumé

Le complexe trinucléaire {[Fe(Ala)₂H₂O]₃O}⁷⁺ qui se forme par auto-assemblage d'alanine et de sels ferriques a été étudié comme l'un des candidats possibles pour la partie ferrique du pool de fer intracellulaire de faible masse moléculaire. Les études électrochimiques dans l'eau ont mis en évidence (i) la réversibilité de la réduction à un électron en un complexe à valence mixte Fe(II)Fe(III)Fe(III) et (ii) l'irréversibilité de la réduction totale qui entraîne le dépôt de fer ferreux. La NAD(P)H : flavine oxydoréductase de E. coli s'est avérée capable de mobiliser le fer à partir du complexe. En présence d'agents réducteurs, le complexe catalyse la réaction de Fenton. Les résultats permettent de considérer le complexe comme un constituant ferrique possible du pool intracellulaire. Le complexe est, au moins, un modèle possible pour l'étude in vitro, des propriétés du pool de fer.