生物无机化学.doc

实用标准文案 精彩文档 生物无机化学 什么是生物无机化学? 生物无机化学是介于生物化学和无机化学之间的内容十分广泛的一门新兴的边缘学科。 一个问题被长期忽视：金属离子在生物化学反应的实现、组合中起着重要的作用，几乎所有的生物功能都直接或间接地依赖于金属离子。可以说，没有金属离子就没有生命。 各种生物功能是在金属离子直接或间接地作用下，生物分子间有组织的化学反应的结果。 化学家参与生物化学的研究，在20世纪60年代后期形成“生物无机化学”这一边缘学科。 这个学科是在无机化学和生物学的相互交叉、渗透中发展起来的一门边沿学科。它的基本任务是从现象学上以及从分子、原子水平上研究金属与生物配体之间的相互作用。而对这种相互作用的阐明有赖于无机化学和生物学两门学科水平的高度发展。 由于应用理论化学方法和近代物理实验方法研究物质（包括生物分子）的结构、构象和分子能级的飞速进展，使得揭示生命过程中的生物无机化学行为成为可能，生物无机化学正是这个时候作为一门独立学科应运而生。  生物无机化学的发展 第一次国际生物无机化学学术讨论会于1970在美国举行。 第一本?生物无机化学? 于1973年出版，该书由45位作者共同完成。 生物无机化学学科形成的标志： 1970年在美国首次召开生物无机化学会议， 1971年在美国创办生物无机化学学术刊物“无机生物化学杂志”（J. Inorg. Biochem.） 生物无机化学学科的蓬勃发展： 1977年成立了国际组织“国际无机生物化学协会” 1983年起每两年召开一次“国际生物无机化学学术会议” 1990年起每两年召开一次“国际应用生物无机化学学术会议” 1995年成立了“国际生物无机化学协会”，并出版了学术刊物“生物无机化学杂志”（J. Biol. Inorganic. Chem.） 我国生物无机化学学科的发展： 1984年中国化学会在武汉召开“第一次全国生物无机化学学术讨论会”，标志着我国化学工作者介入生物无机化学这一前沿领域。 生物小分子配体 生物大分子 分离出的生物大分子 生物体系 对细胞层次的无机化学研究 近年来，我国在金属配合物与生物大分子的相互作用、金属蛋白结构与功能、金属离子生物效应的化学基础，以及无机药物化学、生物矿化方面都有了相对固定的研究方向，并取得了一定的成绩。 生物无机化学的学科特点 强调生物无机化学实际上是应用无机化学，尤其是配位化学的理论和方法，研究无机元素、无机化合物与生物体系或模拟体系相互作用的学科； 强调生物大分子的结构，尤其是活性中心周围微环境对生物功能的影响。 生物无机化学的研究对象： 生物体内存在的各种元素，尤其是微量金属元素与体内有机配体所形成的配位化合物的组成、结构、形成、转化，以及在一系列重要生命活动中的作用。 生物体内存在有钠、钾、钙、镁、铁、铜、钼、锰、钴、锌等十几种元素，它们能与体内存在的糖、脂肪、蛋白质、核酸等大分子配体和氨基酸、多肽、核苷酸、有机酸根、O2、Cl-等小分子配体形成化合物，主要是配位化合物。 如：金属蛋白，金属酶，维生素B12和B12辅酶，叶绿素，离子载体 金属离子的生理功能 　　 金属离子参与细胞分裂、肌肉收缩、神经脉冲的传递等过程。金属离子对维持细胞壁结构、对脂蛋白膜加固有重要作用；金属离子还直接影响核糖体的结构，从而影响蛋白质的正常合成过程。 　　 体内金属离子的种类及浓度失调，将影响正常的生命活动，如体内缺乏铁、铜、钴会引起贫血；镉离子过量与心血管病的发病有关；硒过量对肌体有毒，但过低能引起病毒诱发癌；先天性铜代谢障碍能引起威尔逊氏病。 　　 为控制体内金属元素的正常含量，常用一些金属螯合剂（见螯合作用）来排除体内过量的金属元素。 某些金属配合物具有杀菌、抗病毒和抗癌等生物活性。其中顺式 -二氯二氨合铂对生殖泌尿系统癌有较好疗效，它能抑制癌细胞中DNA（脱氧核糖核酸）的复制。 生物无机化学的研究课题 （1）金属离子及其化合物与生物大分子的相互作用 与核酸、核苷酸的相互作用 与蛋白质的相互作用 热门课题：金属离子对DNA构象的影响；金属离子特别是金属配合物对不同构型DNA选择性的结合。 （2）金属蛋白和金属酶化学结构与功能的研究 金属离子的成键位置 活性中心周围微环境 蛋白链在保证金属离子正常工作的贡献 蛋白链与底物的结合方式 （3）金属离子与细胞的相