Química bioinorgánica
La química bioinorgánica és una branca de la química que estudia el rol biològic dels metalés. Inclou l'estudi tant de fenomens naturals com el comportament de les metaloproteínas, aixina com de metals introduïts artificialment, i inclou aquells que són elements no essencials, en medicina i toxicologia. Molts processos biològics com la respiració, depenen de molècules que cauen en el camp d'estudi de la química inorgànica. Esta disciplina inclou també l'estudi de models inorgànics i miméticos imiten el comportament de les metaloproteínas.[1]
Com a mescla de la bioquímica i la química inorgànica, la química bioinorgánica és important en l'estudi de l'implicació de proteïnes transportadoras de metals, unió al substrat i activació, química de la transferència d'àtoms i grups funcionals, aixina com les propietats dels metals en la química biològica.
Història
[editar | editar còdic]Paul Ehrlich va utilisar en 1909 un compost d'arsènic per al tractament de la sífilis, el salvarsan, lo que va permetre demostrar l'importància dels metals, o per lo manco metaloides en medicina. Barnett Rosenberg en 1965 va demostrar l'activitat anti-càncer de cisplatino (cis-PtCl2(NH3)2). La primera proteïna cristalizada (vore James B. Sumner) va ser l'ureasa, cristalizada en 1926, la que va mostrar contindre níquel en el seu lloc actiu. La vitamina B12, mostra en la seua estructura cristalográfica realisada per Dorothy Crowfoot Hodgkin en 1954, un àtom de cobalt en un macrociclo de corrina. L'estructura de ADN de Watson-Crick va demostrar el paper estructural clau que eixerciten els polímero que contenen fosfat.
Tipos d'elements inorgànics en biologia
[editar | editar còdic]Els elements inorgànics de major interés en química bioinorganica són:
Metals alcalinos i alcalinotérreos
[editar | editar còdic]
Els elements inorgànics més abundants actuen com electrolitos iònics. Els ions més importants són el Na+, K+, Ca2+, Mg2+, clorur, fosfat i bicarbonat, dels quals, els cationes nomenats són alcalinos o alcalinotérreos. El manteniment de gradient precisos a través de les membranes celulars manté la pressió osmótica i pH.[2] Els ions són també crítics per als impulsos nerviosos i els músculs, ya que són els potencials d'acció en estos teixits. L'intercanvi de electrolitos entre el decorregut extracelular i el citosol generen contracció musculars i unes atres reaccions electroquímiques.[3] Els electrolitos entren i ixen de les cèlules a través de les proteïnes de la membrana celular, cridades canals iònics. Per eixemple, la contracció muscular depén de la circulació de calcio, sodi i potassi a través dels canals iònics en la membrana celular i els túbuls T.[4]
Metals de transició
[editar | editar còdic]
Els metals de transició estan presents generalment com elements traça en els organismes, sent el zinc i el ferro els més abundants.[5][6][7] Estos metals s'utilisen en algunes proteïnes com cofactorés i són essencials per a l'activitat d'enzimes tals com la catalasa i les proteïnes transportadoras d'oxigen tals com la hemoglobina[8] Estos cofactores s'unixen fortament a una proteïna específica. Els micronutrientes metàlics són presos pels organismes gràcies a proteïnes d'almagasenament com la ferritina entre atres metaloproteínas.[9][10]
- Ferro: Transport i almagasenament d'oxigen (mioglobina i hemoglobina), ademés de transferències electrònica.[10]
- Coure: Transport d'oxigen principalment en hemocianinas d'animals marins, forma part de metaloenzimas (superoxido dismutasa, tirosinasa, lactasa, L-ascorbato oxidasa, urato oxidasa, etc) i transport d'electrons en proteïnes blaves (estelacianina, plastocianina i azurina). També s'han trobat transportadors de coure com les metanobactinas.
- Zinc: Metaloenzimas (anhidrasa carbónica, hidrolasas) i dits de cinc (intervenció en el ADN).
- Molibdeno: Forma part del cofactor molibdopterina que forma part de múltiples enzimes.[11]
- Cobalt: El cobalt és essencial per al funcionament de la vitamina B12[12]
Referències
[editar | editar còdic]- ↑ Stephen J. Lippard, Jeremy M. Berg, Principles of Bioinorganic Chemistry, University Science Books, 1994, ISBN 0-935702-72-5
- ↑ Sychrová H(2004).Physiol Res.53 Suppl 1
- S91–8.
- ↑ Levitan I(1988).Annu Rev Neurosci.11
- 119–36.doi:10.1146/annurev.ne.11.030188.001003.
- ↑ Dulhunty A(2006).Clin Exp Pharmacol Physiol.33(9)
- 763–72.doi:10.1111/j.1440-1681.2006.04441.x.
- ↑ electronic-book ISBN 978-94-007-5561-1 ISSN 1559-0836 electronic-ISSN 1868-0402
- ↑ Mahan D, Shields R(1998).J Anim Sci.76(2)
- 506–12.
- ↑ Husted S, Mikkelsen B, Jensen J, Nielsen N(2004).Anal Bioanal Chem.378(1)
- 171–82.doi:10.1007/s00216-003-2219-0.
- ↑ Finney L, O'Halloran T(2003).Science.300(5621)
- 931–6.doi:10.1126/science.1085049.
- ↑ Cousins R, Liuzzi J, Lichten L(2006).J Biol Chem.281(34)
- 24085–9.doi:10.1074/jbc.R600011200.Consultat el 15 de febrer de 2015.
- ↑ 10,0 10,1 Dunn L, Rahmanto I, Richardson D(2007).Trends Cell Biol.17(2)
- 93–100.doi:10.1016/j.tcb.2006.12.003.
- ↑ Chem. Rev..96(7)doi:10.1021/cr950061t.
- ↑ electronic-book ISBN 978-94-007-5561-1 ISSN 1559-0836 electronic-ISSN 1868-0402
- Este artícul conté una traducció derivada de «Química bioinorgánica» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.