ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Порфирииы и родственные соединения из "Химические основы жизни" Для /-металлов наиболее характерно образование координационных соединений с разнообразными, в том числе и биогенными, лигандами, что в основном и определяет их биологическую активность. Наличие /-орбиталей, лишь частично заполненных электронами, позволяет катионам этих металлов взаимодействовать с лигандами — анионами или электродонорными молекулами. Геометрия образующихся комплексов МЬ зависит от природы иона металла-комплексообразователя. Комплекс может иметь структуру тетраэдра, плоского квадрата, тригональной бипирамиды или октаэдра. При анализе структуры, физико-химических и биохимических свойств этих комплексов особое внимание обращается на природу связи М—Г и на геометрию комплекса МГ . В координационных соединениях ионы /-металлов способны образовывать кроме а-связей прямые и обратные дативные л-связи. Это обусловливает высокую комплексообразующую способность и непостоянство координационных чисел /-металлов. Как правило, в биокомплексах это четные координационные числа от 4 до 8, реже 10 и 12. [c.191] Можно утверждать, что в биосистемах свободных ионов /-металлов практически нет, так как они или гидролизуются, или находятся в составе координационных соединений. Чаще всего /-элементы участвуют в биохимических реакциях в составе комплексов с лигандами — аминокислотами, пептидами, белками, гормонами, нуклеиновыми кислотами и т. д. Наиболее распространенные металлоферменты, такие, как карбоангидраза, ксантинооксидаза, цитохромы и др., представляют собой биокомплексы /-металлов. Простетические группы гемоглобина, трансферрина и других сложных белков также представляют собой хелатные комплексы /-металлов (см. главу 5). [c.191] Жизненно необходимые металлы Zn, Си, Ре, Мп, Со, Мо ( металлы жизни ) входят в состав различных металлоферментов, катализирующих кислотно-основные и окислительно-восстановительные биохимические реакции. [c.191] Многие соединения /-элементов, особенно производные Сй, Hg, V, Ag, N1 и Zn, оказывают на живые организмы токсическое действие, механизмы которого будут рассмотрены на конкретных примерах далее. [c.191] В организме взрослого человека обнаруживается около 100 мг меди, причем 7з этого количества содержится в мышечной ткани. Богаты медью печень и мозг (табл. 4.7). [c.192] В настоящее время известно около 25 медьсодержащих белков и ферментов. В медьсодержащих ферментах медь находится в степени окисления +1, и кислород легко окисляет ее до степени окисления +2. Поэтому ряд ферментов (оксигеназы и гидролазы) катализируют процессы взаимодействия кислорода с субстратом, причем гидролазы катализируют реакции присоединения к субстрату одного атома кислорода, а оксигеназы — двух атомов с образованием в молекуле субстрата пероксидной цепочки. В данном процессе ион Си+ является донором электронов, а кислород играет роль их акцептора. [c.192] Вместе с тем ЦП транспортирует ионы меди в органы и ткани, тем самым регулируется баланс меди в организме и при необходимости обеспечивается ее выведение. [c.193] Цвет гемоцианина в окисленной форме (оксигенированный гемоцианин) — синий, поэтому цефалоподы (крабы и устрицы) — единственные представители фауны с голубой кровью. [c.193] Медь вместе с железом участвует в кроветворении при дефиците меди в организме нарущается обмен железа между плазмой крови и эритроцитами, что может привести к разрушению эритроцитов. Недостаток меди в организме приводит к тяжелым отклонениям в обмене веществ медная анемия, нарушение координации движений и др. В больших концентрациях растворимые соли меди (например, сульфат) очень токсичны, поскольку при попадании значительных количеств данных соединений в организм ионы меди(П) образуют нерастворимые хелаты с белковыми молекулами, что приводит к их денатурации. [c.193] Серебро. Элементное серебро в биологических средах является практически единственной устойчивой формой серебра. Однако за счет процессов комплексообразования расширяется область существования в биосредах одновалентного серебра. Координационное число серебра может быть равно 2 ( р-гибридизация) и 4 ( р -гибридизация). Первому соответствует линейная, а второму — тетраэдрическая конфигурация координационного узла. [c.193] Серебро — примесный элемент растительных и животных организмов, не играющий какой-то определенной роли в их жизнедеятельности. В организме взрослого человека содержится не более 1 мг серебра, которое концентрируется в печени, гипофизе, эритроцитах и пигментной оболочке глаза. [c.193] Как правило, все используемые в медицине соединения серебра — препараты наружного действия. Их применение основано на вяжущих, прижигающих и бактерицидных свойствах данных соединений. Из неорганических соединений наиболее широко применяют нитрат серебра (ляпис). [c.194] Серебро также используется для получения серебряной воды, которая применяется в фармацевтической промышленности для стерилизации и увеличения сроков хранения ряда лекарственных препаратов. В пищевой промышленности также используется бактерицидное действие ионов Ag путем введения растворимых солей серебра в некоторые продукты питания, питьевую и минеральную воду. [c.194] В небольших количествах серебро используют для получения сплава (медь, серебро, олово), применяемого в стоматологии в качестве пломбировочного материала. [c.194] Золото. В водном растворе при физиологических условиях устойчивы только комплексные соли одно- и трехзарядных ионов золота, например Наз[Аи(820з)2]. [c.194] В организме взрослого человека обнаруживается менее 10 мг золота, около 50 % которого концентрируется в костной ткани. Золото не является необходимым для жизни элементом, но в той или иной степени может стимулировать некоторые биохимические процессы. [c.194] Препараты золота (простые соли и комплексные соединения) используются для лечения инфекционных и некоторых других заболеваний. [c.194] ПБ группу Периодической системы образуют цинк, кадмий и ртуть, внутренние электронные орбитали атомов которых целиком заполнены, в результате чего отсутствуют -электроны, играющие роль валентных. Для двухзарядных ионов этих металлов характерны образование хелатных комплексов и высокое сродство к сульфгидрильным группам, которое существенно уменьшается в ряду Hg Сё 2п. В этом же порядке уменьшается токсичность соединений данных металлов. [c.194] В биологических средах устойчивы комплексы цинка, которые он образует с аминокислотами, пептидами и белками, нуклеотидами за счет взаимодействия с фрагментами биомолекул, содержащими в качестве электронодонорных атомов серу, кислород и азот. В цинкзависи-мых ферментах и цинксодержащих биокомплексах ион металла не участвует в окислительно-восстановительных процессах за счет переноса электронов. [c.194] В организме взрослого человека содержится 1,4 —2,3 г цинка, который распределен в костях (20 %), плазме (6 %), мышцах (65 %), эритроцитах, печени, поджелудочной железе. [c.194] Вернуться к основной статье