Mi a bioinorganikus kémia?

A bioinorganikus kémia a szervetlen kémia egyik ága, amely magában foglalja annak kutatását, hogy a fémionok hogyan kölcsönhatásba lépnek az élő szövetekkel, elsősorban az enzimaktivitásra gyakorolt közvetlen hatással.A becslések szerint az emberi testben az enzimek és fehérjék egyharmada a fémionokra támaszkodik, hogy több kulcsfontosságú módon működjenek.Ezek a biológiai területek olyan fehérjéket használnak, amelyekben fémionok jelennek meg, hogy elektronok révén átadják az energiát, az oxigén szállításához és a nitrogén anyagcseréhez.A hidrogenázt a testben lévő fémionok is befolyásolják, amely egy mikroorganizmus-alapú enzim, amely felelős a hidrogén, valamint az alkil-transzferázok átadásáért, amelyek enzimek, amelyek felelősek az alkil-kémiai csoportok molekulákba történő átviteléért.Több mint egy tucat fém vesz részt az ilyen folyamatokban, beleértve a cink, a vas és a mangán, a vitamin-alapú fémelemekkel is fontos szerepet játszanak az ilyen tevékenységekben, például a káliumban és a kalciumban.a bioinorganikus kémiában végzett funkciók.Mind a nátrium, mind a kálium elektron töltőhordozókként működik, és a töltési egyensúlyt tartják fenn az áteresztő membránok között.A magnézium, a kalcium és a cink szerkezeti szerepeket végez a sejtszinten, és különösen a magnézium és a cink katalizálhatja a hidrolízis folyamatát, ahol a vegyületek vízoldatban bontanak.A fémionok, például a molibdén nitrogén rögzítőszerként működnek, míg a vas és a réz elősegíti az oxigén szállítását.Noha ezek mind fontos funkciók a testben, a bioinorganikus kémia alapelvei csak a fémionok, például a mangán, a lítium és a molibdén nyomelemeit igényelnek, hogy az ilyen típusú funkciók elvégzéséhez mérgezőek lehetnek, és akár halálos is.Sok esetben az állatok biokémiája együttműködési erőfeszítéseket von maga után a testben jelen lévő baktériumokkal.A bioinorganikus kémia ezen a szimbiotikus kapcsolaton alapul, mint például a vanádium és a molibdén fémionjai, mivel segítik a nitrogén-rögzítő baktériumokat a testben való működésében, vagy a hidrogént szállító hidrogenáz-alapú organizmusokban.Míg ezeknek a fémeknek a részét az étrendből vezetik be a testbe, vagy a baktériumokban vannak jelen, néhányuk a metalloproteinek komponenseiként is létezik, amelyek természetesen csatlakoztatott fémion-szerkezetű proteinmolekulák.

A fémionok természetes fiziológiai aktivitásán kívül a bioinorganikus kémiában is a gyógyszerészeti kutatás vizsgálati tárgya.A fémionok gyógyszerekhez való rögzítése lehetővé teszi számukra, hogy a test könnyebben metabolizálódjon.A fémionok funkcióinak ez a sokfélesége számos természettudomány általi tanulmányozását eredményezi, amelyek szervetlen kémiában működnek, a környezeti kémiától a toxikológiáig és a speciális területeken, mint például az enzimológia.