Hvad er bioinorganisk kemi?

Bioinorganisk kemi er en gren af uorganisk kemi, der involverer forskning i hovedsageligt, hvordan metalioner interagerer med levende væv, hovedsageligt gennem deres direkte virkning på enzymaktivitet.Det anslås, at en tredjedel af enzymer og proteiner i den menneskelige krop er afhængige af metalioner til at fungere korrekt på flere nøgle måder.Disse biologiske områder bruger proteiner med metalioner til stede for at overføre energi via elektroner, til at transportere ilt og til nitrogenmetabolisme.Hydrogenase påvirkes også af metalioner i kroppen, som er et mikroorganismebaseret enzym, der er ansvarligt for overførsel af hydrogen, såvel som alkyltransferaser, som er enzymer, der er ansvarlige for overførsel af alkylkemiske grupper blandt molekyler.Der er over et dusin metaller, der er involveret i sådanne processer, herunder zink, jern og mangan, med vitaminbaserede metalelementer, der også spiller vigtige roller i sådan aktivitet som kalium og calcium.

Hver gruppe af metalioner udfører et udvalgt områdeaf funktioner i bioinorganisk kemi.Både natrium og kalium fungerer som elektronladningsbærere og opretholder en ladningsbalance på tværs af permeable membraner.Magnesium, calcium og zink udfører strukturelle roller på cellulært niveau, og især magnesium og zink kan katalysere processen med hydrolyse, hvor forbindelser nedbrydes i en vandopløsning.Metalioner såsom molybdæn fungerer som et nitrogenfikserende, mens jern- og kobberhjælp til transport af ilt.Selvom dette alle er vigtige funktioner i kroppen, kræver principperne for bioinorganisk kemi kun sporelementer af metalioner som mangan, lithium og molybdæn for at udføre disse typer funktioner og en overflod af dem kan være giftig og endda dødbringende.

I mange tilfælde involverer biokemi for dyr samarbejdsindsats med bakterier, der er til stede i kroppen.Bioinorganisk kemi er afhængig af dette symbiotiske forhold til eksempler som metalioner af vanadium og molybdæn, da de hjælper nitrogenfikserende bakterier til at fungere i kroppen eller hydrogenase-baserede organismer, der transporterer brint.Mens mange af disse metaller introduceres i kroppen fra kosten eller er til stede i bakterier, findes der også nogle som komponenter i metalloproteiner, som er proteinmolekyler med naturligt tilknyttede metalionstrukturer.Bortset fra den naturlige fysiologiske aktivitet af metalioner i bioinorganisk kemi, er de også genstand for undersøgelse i farmaceutisk forskning.Fastgørelse af metalioner til medikamenter kan gøre det muligt for dem lettere at metaboliseres af kroppen.Denne mangfoldighed af funktioner til metalioner resulterer i deres undersøgelse af en række naturvidenskaber, der fungerer i uorganisk kemi fra miljøkemi til toksikologi og specialiserede områder som enzymologi.