• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Chemia bionieorganiczna



    Podstrony: [1] 2 [3]
    Przeczytaj także...
    Hemocyjanina – barwnik krwi, metaloproteina (podobna w budowie chemicznej do hemoglobiny), zamiast żelaza zawiera miedź.Miejsce aktywne, centrum aktywne, centrum katalityczne – część cząsteczki, która jest bezpośrednio zaangażowana w reakcji chemicznej. W przypadku prostych cząsteczek, takich jak np. kwasy nieorganiczne w reakcję zaangażowana jest cała cząsteczka. W przypadku dużych i złożonych cząsteczek, takich jak np. enzymy, polimery syntetyczne i niektóre rozbudowane związki metaloorganiczne, tylko niewielka część cząsteczki jest rzeczywiście zaangażowana w reakcję, a jej reszta pozostaje praktycznie bierna.
    Tematyka badań[ | edytuj kod]

    Zakres badań prowadzonych w dziedzinie chemii bionieorganicznej jest bardzo szeroki. Do najważniejszych tematów należą:

    Transport i magazynowanie metali[ | edytuj kod]

    Termin ten oznacza wszystkie procesy zachodzące w komórce, polegające na transporcie jonów oraz kontrolowaniu ich stężenia w różnych obszarach komórki, a także sposoby na związanie i przechowywanie jonów. Transport jonów jest niezwykle ważny dla zachowania homeostazy, zarówno na poziomie pojedynczej komórki, jak i całego organizmu.

    Metaloenzymy to enzymy należące do metaloprotein o specyficznych funkcjach katalitycznych. W ich katalitycznych centrach aktywnych znajdują się jonym metalu np. miedzi, cynku lub molibdenu, które koordynowane są przez ligandy lub grupy boczne aminokwasów. Najczęstszymi ligandami są: grupa tiolowa cysteiny, imidazolowa histydyny, grupy karboksylowe kwasów glutaminowego i asparaginowego oraz grupa fenolowa tyrozyny.Spektroskopia – nauka o powstawaniu i interpretacji widm powstających w wyniku oddziaływań wszelkich rodzajów promieniowania na materię rozumianą jako zbiorowisko atomów i cząsteczek. Spektroskopia jest też często rozumiana jako ogólna nazwa wszelkich technik analitycznych polegających na generowaniu widm.

    Podstawowe procesy biologiczne związane z tym procesem to:

  • faza jasna fotosyntezy
  • łańcuch oddechowy
  • przewodzenie impulsów nerwowych
  • wiele szlaków transdukcji sygnału w komórce jest zależnych od jonów wapnia
  • usuwanie toksycznych metali ciężkich
  • Do głównych białek związanych z tymi procesami należy wymienić kanały jonowe, zależne od ATP pompy jonowe oraz białka wiążące jony (np. ferrytyna). Ponadto w procesach transportu lub wiązania jonów biorą udział związki małocząsteczkowe, do których zalicza się m.in. syderofory oraz jonofory. W biologii systemów wprowadzono termin metalom na opisanie wszystkich układów zaangażowanych w kontrolę stężenia jonów metali w organizmie.

    Związki metaloorganiczne – organiczne związki chemiczne zawierające przynajmniej jedno wiązanie kowalencyjne pomiędzy atomem metalu i atomem węgla grupy organicznej. Do związków metaloorganicznych nie zalicza się związków zawierających wyłącznie ligandy nieorganiczne (np. CO i CN), ani związków, w których nie występuje wyraźne wiązanie metal-węgiel. Np. tetraetyloołów Pb(C2H5)4 i dimetylortęć Hg(CH3)2 są związkami metaloorganicznymi, natomiast nie są nimi np. etanolan sodu C2H5ONa (brak wiązania Na-C), hem (zawiera wiązanie Fe-N, a nie Fe-C) i pentakarbonylek żelaza Fe(CO)5 (brak grupy organicznej). Do pierwiastków tworzących związki metaloorganiczne zalicza się oprócz typowych metali, także półmetale i niemetale o niskiej elektroujemności (np. bor, krzem, arsen itp.).Plastocyjanina (PCY z ang. plastocyanin) jest niewielkim zawierającym miedź białkiem uczestniczącym w transporcie elektronów. U większości roślin naczyniowych białko jest monomerem o masie 10,500 Da i zbudowanym z 99 aminokwasów. U pozostałych organizmów przeprowadzających fotosyntezę może nieznacznie różnić się od tej formy. Białko występuje po wewnętrznej stronie błony tylakoidu.

    Hydrolazy[ | edytuj kod]

    Hydrolazy są enzymami tworzącymi lub zrywającymi wiązania w reakcjach chemicznych, w których bierze udział cząsteczka wody. Hydrolazy tworzą jedną z sześciu podstawowych klas enzymów i biorą udział w różnorodnych procesach metabolicznych.

    Do hydrolaz wykorzystujących w roli katalitycznej kationy metali należą m.in.:

    Homeostaza (gr. homoíos - podobny, równy; stásis - trwanie) – zdolność utrzymywania stałości parametrów wewnętrznych w systemie (zamkniętym lub otwartym). Pojęcie to zwykle odnosi się do samoregulacji procesów biologicznych. Zasadniczo sprowadza się to do utrzymania stanu stacjonarnego płynów wewnątrz- i (w organizmach wielokomórkowych) zewnątrzkomórkowych. Pojęcie homeostazy wprowadził Walter Cannon w 1939 roku na podstawie założeń Claude Bernarda z 1857 r. dotyczących stabilności środowiska wewnętrznego. Homeostaza jest podstawowym pojęciem w fizjologii. Pojęcie to jest także stosowane w psychologii zdrowia dla określenia mechanizmu adaptacyjnego.Witamina B12 (nazwy chemiczne: cyjanokobalamina, kobalamina) - złożony organiczny związek chemiczny zawierający kobalt jako atom centralny. W organizmach żywych pełni rolę regulatora produkcji erytrocytów (czerwonych ciałek krwi). Jego niedobór powoduje niedokrwistość. Zaliczany jest do witamin z grupy B, tj. rozpuszczalnych w wodzie prekursorów koenzymów.
  • proteinazy zależne od jonów cynku
  • fosfatazy zależne od jonów żelaza, manganu, magnezu i cynku
  • anhydraza węglanowa, która wymaga obecności jonów cynku
  • Transport elektronów przez metaloproteiny[ | edytuj kod]

    Białka zdolne do przeprowadzania procesów związanych z transportem elektronów zalicza się do trzech głównych klas:

    Enzymologia – dział biochemii zajmujący się enzymami; ich strukturą, właściwościami, mechanizmami działania, przebiegiem katalizowanych przez nie reakcji, funkcjami, drogami biosyntezy oraz sposobami ich izolowania i oczyszczania.Azot (N, łac. nitrogenium) – pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 7, niemetal z grupy 15 (azotowców) układu okresowego. Stabilnymi izotopami azotu są N i N. Azot w stanie wolnym występuje w postaci dwuatomowej cząsteczki N2. W cząsteczce tej dwa atomy tego pierwiastka są połączone ze sobą wiązaniem potrójnym. Azot jest podstawowym składnikiem powietrza (78,09% objętości), a jego zawartość w litosferze Ziemi wynosi 50 ppm. Wchodzi w skład wielu związków, takich jak: amoniak, kwas azotowy, azotyny oraz wielu ważnych związków organicznych (kwasy nukleinowe, białka, alkaloidy i wiele innych). Azot w fazie stałej występuje w sześciu odmianach alotropowych nazwanych od kolejnych liter greckich (α, β, γ, δ, ε, ζ). Najnowsze badania wykazują prawdopodobne istnienie kolejnych dwóch odmian (η, θ).
  • białek zawierających centra żelazowo-siarkowe takich jak ferrodoksyna i rubredoksyna
  • niebieskich białek zawierających miedź, do których należy plastocyjanina
  • cytochromów
  • W większości przypadków białka te współpracują z transporterami elektronów niezawierającymi atomów metali, np. z chinonami.

    Białka transportujące tlen[ | edytuj kod]

    Białka zdolne do wiązania i transportu cząsteczek tlenu wymagają do swojego działania obecności metali, takich jak żelazo, mangan lub miedź. Najbardziej rozpowszechnionym układem zdolnym do wiązania tlenu jest hem, występujący w hemoglobinie oraz mioglobinie. Do innych białek z tej grupy zaliczyć można hemocyjaninę oraz hemoetrynę.

    Biologia (z gr. βίος (bios) - życie i λόγος (logos) - słowo, nauka) – nauka przyrodnicza zajmująca się badaniem życia i organizmów żywych.Nitrogenaza – enzym bakteryjny związany z asymilacją azotu. Składa się z 2 rodzajów białek: białka zawierającego żelazo i białka zawierającego żelazo i molibden. Białko zawierające molibden przenosi elektrony na azot i w ten sposób, z udziałem dodatkowych etapów pośrednich, powstaje amoniak.

    Innymi białkami wiążącymi tlen są oksydazy oraz oksygenazy, wykorzystujące tlen cząsteczkowy do przeprowadzania reakcji chemicznych związanych z wytwarzaniem energii (oksydaza cytochromowa), utlenianiem związków organicznych (cytochrom P450, monooksygenaza metanowa). Ponadto wiele z tych białek jest koniecznych do ochrony komórek przed reaktywnymi formami tlenu, takimi jak nadtlenek wodoru oraz rodnik hydroksylowy. Do enzymów tych należą: peroksydazy, katalazy oraz dysmutaza ponadtlenkowa.

    Mechanizm reakcji chemicznych to opis ich faktycznego przebiegu, razem ze wszystkimi stadiami i produktami pośrednimi. Czasami za integralną część mechanizmu reakcji uważa się też opis jej przebiegu z energetycznego punktu widzenia, a także jej podstawowe dane kinetyczne.Jonofory – organiczne związki chemiczne zdolne do transferu jonów z roztworów wodnych do fazy hydrofobowej. Termin antybiotyki jonoforowe jest stosowany do tych jonoforów, które wykazują działanie bakteriobójcze. Właściwości antybiotyczne jonoforów wynikają z ich zdolności do transportu jonów przez błony lipidowe komórek lub organelli. Jony, które nie mogą swobodnie przemieszczać się przez dwuwarstwy lipidowe, są transportowane w postaci kompleksów, w których jonofor pełni rolę „gospodarza”, a jon rolę „gościa”.

    Układy bioorganometaliczne[ | edytuj kod]

    Do związków bioorganometalicznych zalicza się głównie hydrogenazy oraz pochodne kobalaminy. Ponadto wiele związków tego rodzaju jest zaangażowanych w usuwanie metali ciężkich przez organizmy jednokomórkowe.

    Metabolizm azotu[ | edytuj kod]

    Większość szlaków metabolicznych związanych z metabolizmem azotu wymaga obecności metaloprotein. Do najlepiej zbadanych należy nitrogenaza, konieczna do wiązania azotu atmosferycznego i redukcji go do amoniaku, który może być następnie użyty do syntezy aminokwasów .

    Badania nad tym procesem odgrywają duże znaczenie, ponieważ otrzymanie genetycznie zmodyfikowanych roślin zdolnych do przeprowadzenia tego procesu pozwoliłoby na znacznie mniejsze zużycie nawozów sztucznych.

    Enzymy – wielkocząsteczkowe, w większości białkowe, katalizatory przyspieszające specyficzne reakcje chemiczne poprzez obniżenie ich energii aktywacji.Aminokwasy – organiczne związki chemiczne zawierające zasadową grupę aminową -NH2 oraz kwasową grupę karboksylową -COOH lub – w ujęciu ogólniejszym – dowolną grupę kwasową, np. sulfonową -SO3H. Aminokwasy są tzw. solami wewnętrznymi (amfolitami).

    Zobacz też[ | edytuj kod]

  • Chemia bioorganiczna
  • Chemia supramolekularna
  • Chemia metaloorganiczna
  • Związki kompleksowe
  • Enzymologia


  • Podstrony: [1] 2 [3]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Pompa jonowa (pompa jonowo-sorpcyjna) to rodzaj bezwylotowej pompy próżniowej. Istnieje wiele rozwiązań konstrukcyjnych pomp jonowych (np. pompa diodowa).
    Reaktywne formy tlenu (RFT lub ROS, z ang. reactive oxygen species) – reaktywne indywidua chemiczne zawierające w swoim składzie atomy tlenu z niesparowanym elektronem (rodniki) lub wiązania O−O i zdolne do uczestniczenia w reakcjach chemicznych, które odgrywają znaczącą rolę w metabolizmie i starzeniu się organizmów żywych.
    Nawozy mineralne – potocznie zwane nawozami sztucznymi, substancje wydobywane z ziemi i przetworzone lub produkowane chemicznie, wzbogacające glebę w składniki mineralne niezbędne dla rozwoju roślin, poprawiające strukturę gleby lub zmieniające jej kwasowość.
    Ferredoksyna, Fd – białko stromy chloroplastów o masie 12 kDa, zawierające grupę prostetyczną 2Fe-2S. Może występować w formie zredukowanej Fdred lub utlenionej Fdutl. Kodowane w jądrze komórkowym w formie prebiałka znakowanego N-końcowym peptydem tranzytowym, który jest odcinany przez stromalną peptydazę procesową w stromie. Tu również jest przyłączane centrum 2Fe-2S.
    Jon – atom lub grupa atomów połączonych wiązaniami chemicznymi, która ma niedomiar lub nadmiar elektronów w stosunku do protonów. Obojętne elektrycznie atomy i cząsteczki związków chemicznych posiadają równą liczbę elektronów i protonów, jony zaś są elektrycznie naładowane dodatnio lub ujemnie.
    Numer EC – numer przypisany każdemu enzymowi według zasad klasyfikacji opracowanej w 1984 roku przez Komitet Nazewnictwa (ang. Nomenclature Committee) Międzynarodowej Unii Biochemii i Biologii Molekularnej (ang. International Union of Biochemistry). Numery EC Enzyme Commission (Komisja Enzymatyczna) lub Enzyme Catalogue dzielą wszystkie enzymy na sześć głównych grup ze względu na typ katalizowanej reakcji. Komisja Enzymatyczna przypisała każdemu enzymowi zarekomendowaną nazwę i czteroczęściowy rozróżnialny numer o strukturze XX.XX.XX.XX
    Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego, spektroskopia NMR (ang. Nuclear Magnetic Resonance) – jedna z najczęściej stosowanych obecnie technik spektroskopowych w chemii i medycynie.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.073 sek.