Железо в бионеорганической химии

Бионеорганическая химия изучает в первую очередь поведение десяти металлов жизни в живом организме. К металлам жизни (табл. 18.1) относятся пять ионов с замкнутыми электронными оболочками (ионы нз- рия, калия, магния, кальция и цинка), четыре иона с недостроенной З -электронной оболочкой (ионы марганца, железа, кобальта и меди) и только один элемент молибден, у которого могут появиться электроны на 4 -оболочке. [c.560]

Накопление и транспорт железа Бионеорганическая химия кобальта [c.677]

Минеральные вещества входят в состав структурных элементов организма (например, костных тканей), помогают ферментам выполнять их функции, играют жизненно важную роль в поддержании работы сердца и других органов. Щитовидной железе, например, требуются микроскопические количества иода (порядка одной миллионной доли грамма) для производства важного гормона — тироксина. Функции минеральных веществ в организме — предмет изучения быстро развивающейся ветви химии — бионеорганической химии. [c.276]

Биохим ия — это не только развитие органической химии. Химические процессы, протекающие в живой природе, включают естественными и независимыми способами многие химические элементы, в том числе металлы. Уже давно известна большая роль натрия, кальция и железа в таких реакциях. Но для жизни необходимы и многие другие металлы, в частности медь, цинк, марганец, молибден и кобальт. В этой главе, мы рассмотрим основные аспекты химии металлов в биологических системах, которую иногда называют бионеорганической химией. [c.637]

Хлорофилл Бионеорганическая химия железа [c.677]

Из 102 элементов периодической системы в живых организмах обнаружено не менее 60. Многие из них относятся к металлам и встречаются в живых клетках в виде разнообразных комплексных соединений. Уже давно стало ясно, что металлы, даже встречающиеся в живых тканях в крайне низких концентрациях (так называемые микроэлементы), и их комплексы — это не случайные примеси, а биологически важные компоненты клетки. Множество патологических нарушений, связанных с недостаточностью в клетке железа, меди, цинка, марганца, молибдена, кобальта, не говоря уже о более распространенных в живых тканях металлах кальции, магнии и др., имеют большое значение для биохимии животных и растений, а также для прикладных областей. Исследования биохимических процессов, в которых участвуют ионы металлов, представляют сравнительно новую, но уже вполне определившуюся и быстро развивающуюся область науки, называемую бионеорганической химией. К ней относится также и моделирование структурных и функциональных параметров природных комплексов металлов. Несмотря на значительные различия выполняемых физиологических функций, типов катализируемых реакций и структур реакционных центров, ферменты, являющиеся предметом исследования в бионеорганической химии, объединяет одна особенность— участие ионов металлов или в самом каталитическом акте, или в поддержании третичной или четвертичной структуры белка, необходимой для оптимального функционирования фермента. Это определяет известную общность подходов к изучению ферментов указанной группы и выбор некоторых методов исследования, заимствованных, с одной стороны, из арсенала энзимологии, а с другой - из химии координационных соединений. [c.5]

В настоящее время наблюдается мощный интеллектуальный подъем в неорганической химии, который сильнее всего затронул те ее области, которые лежат на стыке с соседними дисциплинами химию металлоорганических и бионеорганических соединений, химию твердого тела, биогеохимию и др. Возрастает, в частности, уверенность ученых в том, что неорганические элементы играют важную роль в живых системах. Живые существа вовсе не являются чисто органическими. Они весьма чувствительны к ионам металлов почти всей Периодической системы Д.И. Менделеева. Некоторые ионы играют важнейшую роль в таких жизненно важных процессах, как связывание и транспорт кислорода (железо в гемоглобине), поглощение и конверсия солнечной энергии (магний в хлорофилле, марганец в фотосистеме II, железо в ферродоксине, медь во фта-лоцианине), передача электрических импульсов между клетками (кальций, калий в нервных клетках), мышечное сокращение (кальций), ферментативный катализ (кобальт в витамине В12). Это привело к взрыву творческой активности ученых в области неорганической химии биосистем. Мы начинаем изучать строение ближайшего и дальнего окружения атомов металлов в биосистемах и учимся понимать, как это окружение позволяет атому металла с такой высокой чувствительностью реагировать на изменение pH, давление кислорода, присутствие доноров или акцепторов электронов. [c.158]

Существенная роль железа в организме человека признавалась еще в античные времена, к которым восходит поверье, подтверждаемое сведениями из недавно опубликованного обзора [1], что стакан вина и немного ржавчины помогают при половой импотенции и полезны тем, кто не может нормально сожительствовать . Современной биохимии и бионеорганической химии все еще не удалось окончательно разобраться в природе этих эффектов. Тем не менее можно утверждать, что среди всех существующих микроэлементов железо и его функции изучены лучше всего. Многие из этих функций тесно связаны с химическими свойствами Fe(III) в водной среде. Известно, что химия соединений железа в значительной мере определяется гидролизом и полимеризацией с образованием многоядерных структур, т. е. таких агрегатов, в которых взаимодействуют между собой через определенную систему связей по крайней мере два атома железа. В настоящем обзоре обсуждаются результаты исследования различными физическими методами структуры ряда балков, которые связывают большое число (более 50) ионов железа (И1), с образованием многоядерных структур. Многие из этих исследований были проведены после 1959 г., когда был опубликован прекрасный обзор исследований в этой области [1]. [c.332]

БИОНЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЛ ЖЕЛЕЗА [c.639]

Быстро развивается новый раздел неорганической и органической химии — бионеорганическая химия, рассматривающая роль металлов как комплексообразователей в жнзнедеятелыюсти различных организмов, в фотосинтезе и дыхании. В частности, такие вещества, как хлорофилл и гемоглобин, являются комплексными соединениями магния и железа со сложными циклическими органическими соединениями — молекулами порфирина. [c.188]

Камнем преткновения для теории валентности явилась многочисленная группа веществ, в которых элементы проявляют переменную валентность. Особенно многочисленными представителями этой группы являются комплексные соединения. Комплексные соединения — это, как правило, ярко окрашенные солеобразные вещества, известные химикам еще с ХУ1И в. Одними из первых были открыты разноцветные комплексные соли железа и кобальта. Весьма существенно, что многие биокатализаторы — ферменты также являются комплексными соединениями. Изучением таких соединений занимается бионеорганическая химия. [c.191]