Коротко и по делу — сравнение по ключевым параметрам.
1) Формула и носитель кислорода
- Пероксид водорода: ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$ — низкомолекулярный переносчик «активного» кислорода (источник окислительного эквивалента).
- Кислородные комплексы металлов: пример — гемопротеины (Fe–O${}_2$) или активные центры ферментов; обычно связывают молекулярный кислород ${\mathrm{O}}_2$ координационно, часто без немедленного окисления субстрата.
2) Механизм переноса/взаимодействия с электронами
- ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$: может участвовать в двухэлектронных реакциях (пероксид → вода) или давать одновалентные радикалы при взаимодействии с переходными металлами. Пример детонации радикалов (Фентона): $\mathrm{F}{\mathrm{e}}^{2+}+{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2\to \mathrm{F}{\mathrm{e}}^{3+}+\mathrm{O}{\mathrm{H}}^{-}+\cdot \mathrm{OH}$.
- Металло‑O${}_2$ комплексы: обеспечивают как обратимое связывание/транспорт ${\mathrm{O}}_2$ (например гемоглобин), так и каталитическое одно- или двухэлектронное преобразование ${\mathrm{O}}_2$ в воду или активные оксо/пероксо‑виды. Полная 4e‑редукция O${}_2$ в воде (на дыхательной цепи): ${\mathrm{O}}_2+4{\mathrm{e}}^{-}+4{\mathrm{H}}^{+}\to 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}$.
3) Реактивность и селективность
- ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$: умеренно окислителен сам по себе, но при участии металлов генерирует высокореактивные нерегулируемые радикалы (•OH) — неконечная, неселективная повреждающая сила.
- Металло‑O${}_2$ комплексы: белковая среда сильно регулирует активность; ферментные металл‑оксо/пероксо‑виды (например Fe(IV)=O, «compound I» в P450) очень реакционноспособны, но реакция обычно селективна по субстрату и контролируема.
4) Локализация и мобильность
- ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$: полярная, но проникает через мембраны (частично через аквапорины); распространяется диффузией, действует на отдалённые мишени — сигнал и повреждение.
- Комплексы металлов: локализованы в белках/мембранных центрах; действие строго локализовано к активному центру и ближайшим субстратам.
5) Биологическая регуляция и утилизация
- Для ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$ есть детокс‑ферменты: каталаза ($2{\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2\to 2{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}+{\mathrm{O}}_2$), пероксидазы, глутатионпероксидаза. При избытке — оксидативный стресс.
- Металлические центры встроены в ферменты (цитохромы, каталазы, оксидазы) — реакция ${\mathrm{O}}_2$ обычно контролируется коферментами и протеиновым окружением; нарушение приводит к дисфункции (например утечке ROS).
6) Биологический эффект
- ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$: важен как сигнальная молекула в низких концентрациях, но при избыточных концентрациях вызывает неселективное окисление белков, липидов, ДНК.
- Металло‑O${}_2$ комплексы: обеспечивают безопасный транспорт/полное восстановление ${\mathrm{O}}_2$ или целенаправленную окислительную катализу; образующиеся сильные оксо‑виды прицельно модифицируют субстраты.
Вывод: ${\mathrm{H}}_2{\mathrm{O}}_2$ — мобильный, относительно прост по механизму окислитель, склонный к нерегулируемому радикального повреждению при контакте с металлами; оксигенированные металлокомплексы — более локализованные и регулируемые носители/катализаторы кислорода, способные как безопасно транспортировать/восстанавливать ${\mathrm{O}}_2$, так и выполнять селективные окисления через высокореактивные, но контролируемые метало‑оксо/пероксо‑виды.