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《高等無(wú)機(jī)化學(xué)-生物無(wú)機(jī)化學(xué)課件》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、生物無(wú)機(jī)化學(xué)高等無(wú)機(jī)化學(xué)·2012年12月主要內(nèi)容概念和研究方向、研究對(duì)象、研究?jī)?nèi)容歷史發(fā)展及現(xiàn)狀研究熱點(diǎn)及未來(lái)方向1.概念及研究方向、研究方法、研究?jī)?nèi)容生物無(wú)機(jī)化學(xué)在我國(guó)較早就有一些不同學(xué)科的研究者在如生物礦化等方面開(kāi)展工作；但是作為一門(mén)學(xué)科的出現(xiàn)，應(yīng)以全國(guó)第一次生物無(wú)機(jī)化學(xué)會(huì)議（1984年，武漢）的召開(kāi)為標(biāo)志?？傊?，從80年代初，我國(guó)從事不同學(xué)科的化學(xué)家順應(yīng)國(guó)際上這一新學(xué)科的發(fā)展，不少人紛紛轉(zhuǎn)到生物無(wú)機(jī)這塊園地進(jìn)行耕耘。從廣義上講,生物無(wú)機(jī)化學(xué)是一門(mén)用無(wú)機(jī)化學(xué)(其中主要是配位化學(xué))的理論和方法研究金屬離子等無(wú)機(jī)元素及其相關(guān)化合物與生物體內(nèi)分子的作
2、用和機(jī)理的學(xué)科。含金屬藥物等對(duì)生物體,生命生理過(guò)程的影響生物無(wú)機(jī)化學(xué)生物體內(nèi)物質(zhì)相關(guān)化合物與各種無(wú)機(jī)元素微量金屬離子之間的相互作用金屬離子以及金屬酶,金屬蛋白的結(jié)構(gòu),功能以及模擬研究無(wú)機(jī)元素在生物體內(nèi)的循環(huán),環(huán)境污染研究方向(i)用各種物理化學(xué)方法直接研究生物體系中金屬酶和金屬蛋白等含金屬物種的結(jié)構(gòu),功能以及作用機(jī)理.(ii)用模擬的方法來(lái)研究重要生物過(guò)程和生物大分子配合物的結(jié)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)與功能之間的關(guān)系,包括活性中心的結(jié)構(gòu)模擬,功能模擬以及利用基因突變等方法對(duì)原型化合物進(jìn)行局部修改,從而觀測(cè)修改對(duì)其結(jié)構(gòu),功能的影響等.研究方法研究?jī)?nèi)容1.1生物體系中
3、的金屬離子（元素）1.2堿金屬及堿土金屬的生物無(wú)機(jī)化學(xué)1.3天然氧載體1.4電子傳遞蛋白1.5含鐵加氧酶1.6含鋅酶1.7固氮酶1.8輔酶B121.1生物體系中金屬離子(元素)1.1.1必需元素與有毒元素1.1.2金屬酶和金屬蛋白1.1.3金屬藥物1.1.4稀土生物無(wú)機(jī)化學(xué)1.1.1必需元素與有毒元素必需元素(essentialelements)又稱生物必需元素或生命元素.Cotzias等人給生物必需元素下了一個(gè)較為完整的定義,認(rèn)為生物必需元素需要同時(shí)具備以下幾個(gè)條件:(1)元素在不同的生物組織內(nèi)均有一定的濃度;(2)去除這些元素后會(huì)使生物造成相同或
4、相似的生理或結(jié)構(gòu)上的不正常;(3)恢復(fù)該元素的存在可以消除或預(yù)防這些不正常;(4)元素有專門(mén)生物化學(xué)上的功能.生物必需元素宏量結(jié)構(gòu)元素(bulkstructralelements)宏量礦物元素(macrominerals)微量金屬元素(tracemetalelements)超微量元素(ultratracemetalelements)微量和超微量非金屬元素C,H,O,N,P,S Fe,Zn,Cu Na,K,Ca,Mg Mn,Co,Mo,Ni,Cr,V,Cd,Sn,Pb,Li I,F,Se,Si,As,B返回有毒元素又稱有害元素,指那些存在于生物體內(nèi)影響
5、正常的代謝,生命和生理過(guò)程的元素.Cd,Hg,Pb,Tl,As,Sb,Be,Ba,In,Te,Se,V,Cr,Nb等,鎘汞鉛鉈砷銻鈹鋇銦碲硒釩鉻鈮其中Cd,Hg,Pb,As等為劇毒元素.必需元素中:C,H,O,N,P,S,Na,K,Ca,Mg,Fe,Zn,Cu,Mn,Co,Mo,Ni,Cr,V,Cd,Sn,Pb,Li,I,F,Se,Si,As,B關(guān)鍵:在生物體內(nèi)的量是否合適,太少可能引起某些疾病的不正常,導(dǎo)致缺乏癥,太多則可能引起中毒,直至死亡.Bertrand等人提出了生物必需元素的最佳營(yíng)養(yǎng)定律;缺乏不能成活,適量最好,過(guò)量有毒.攝入量過(guò)量缺乏適量
6、生物效應(yīng)1.1.2金屬酶和有機(jī)蛋白定義:金屬酶：結(jié)合有金屬離子的生物酶,也就是說(shuō)必須有金屬離子參與才有活性的酶.分類:天然金屬酶根據(jù)其催化的反應(yīng)類型不同可以分為氧化還原酶(oxidoreductase),轉(zhuǎn)移酶(transferase),水解酶(hydrolase),異構(gòu)化酶(isomerase),裂解酶(lyase)和合成酶(synthetase,或稱連接酶ligase)六種.金屬酶(1)金屬離子與蛋白鏈結(jié)合,從而使蛋白具有特定的高級(jí)結(jié)構(gòu)(構(gòu)象)和穩(wěn)定性,而且這種若定的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性與其催化活性之間有密切關(guān)系;(2)通過(guò)金屬離子與底物分子間的相互作用
7、,使底物分子定向,從而發(fā)生專一性強(qiáng),選擇性高的催化反應(yīng);(3)形成催化反應(yīng)活性中心(activecenter),從而為酶提供催化反應(yīng)的活性部分(activesite).作用定義金屬蛋白(metalloprotein).生物活性配合物以蛋白質(zhì)作為配體并且具有特定的生物功能。例如:具有電子傳遞作用的鐵硫蛋白,運(yùn)輸和儲(chǔ)存氧分子的血紅蛋白和肌紅蛋白,還有儲(chǔ)存鐵的鐵蛋白和輸送鐵的鐵傳遞蛋白等.金屬蛋白金屬酶或金屬蛋白都是由含金屬離子部分和不含金屬離子的蛋白兩部分組成.其中不含金屬離子的蛋白部分則被稱為脫輔基酶(apoenzyme)或脫輔基蛋白(apoprote
8、in),而含金屬離子的非蛋白部分則稱為輔基或輔因子(cofactor).有些輔基與蛋白結(jié)合較牢固,如血紅蛋白
