Wat is bioinorganische chemie?

Bioinorganische chemie is een tak van anorganische chemie die onderzoek naar voornamelijk inhoudt hoe metaalionen omgaan met levend weefsel, voornamelijk door hun directe effect op enzymactiviteit.Geschat wordt dat een derde van de enzymen en eiwitten in het menselijk lichaam op metaalionen afhankelijk is om op verschillende belangrijke manieren goed te functioneren.Deze biologische gebieden gebruiken eiwitten met aanwezige metaalionen om energie over te dragen via elektronen, om zuurstof te transporteren en voor stikstofmetabolisme.Hydrogenase wordt ook beïnvloed door metaalionen in het lichaam, een enzym op basis van micro-organisme die verantwoordelijk is voor de overdracht van waterstof, evenals alkyltransferasen, die enzymen zijn die verantwoordelijk zijn voor de overdracht van alkylchemische groepen tussen moleculen.Er zijn meer dan een dozijn metalen die betrokken zijn bij dergelijke processen, waaronder zink, ijzer en mangaan, met metaalelementen op basis van vitamine die ook een belangrijke rol spelen in dergelijke activiteiten zoals kalium en calcium.

Elke groep metaalionen voert een select bereik uitvan functies in bioinorganische chemie.Zowel natrium- als kalium fungeren als elektronenlaaddragers en handhaven een ladingsaldo over permeabele membranen.Magnesium, calcium en zink vervullen structurele rollen op cellulair niveau, en met name magnesium en zink kunnen het proces van hydrolyse katalyseren waarbij verbindingen worden afgebroken in een wateroplossing.Metaalionen zoals molybdeen werken als een stikstoffixater, terwijl ijzer- en koperhulp bij het transport van zuurstof.Hoewel dit allemaal belangrijke functies in het lichaam zijn, vereisen de principes van de bioinorganische chemie alleen sporenelementen van metaalionen zoals mangaan, lithium en molybdeen om dit soort functies uit te voeren en een overvloed daarvan kunnen giftig en zelfs dodelijk zijn.In veel gevallen omvat biochemie voor dieren coöperatieve inspanningen met bacteriën die in het lichaam aanwezig zijn.Bioinorganische chemie is gebaseerd op deze symbiotische relatie met voorbeelden zoals de metaalionen van vanadium en molybdeen, omdat ze helpen bij het fixeren van bacteriën van stikstof om in het lichaam te functioneren, of op hydrogenase gebaseerde organismen die waterstof transporteren.Hoewel veel van deze metalen in het lichaam worden geïntroduceerd uit het dieet of aanwezig zijn in bacteriën, bestaan sommige ook als componenten van metalloproteïnen, die eiwitmoleculen zijn met natuurlijk aangetaste metaalionstructuren.

Afgezien van de natuurlijke fysiologische activiteit van metaalionen in de bioinorganische chemie, zijn ze ook een onderwerp van studie in farmaceutisch onderzoek.Door metaalionen aan medicijnen te bevestigen, kunnen ze gemakkelijker worden gemetaboliseerd door het lichaam.Deze diversiteit van functies voor metaalionen resulteert in hun onderzoek door een reeks natuurwetenschappen die werken in anorganische chemie van milieuchemie tot toxicologie en gespecialiseerde velden zoals enzymologie.