Bioanorganska kemija - Revision history

Jaka Prelog: /* Spojine glavnih skupin periodnega sistema */

2023-01-04T22:55:21Z

Spojine glavnih skupin periodnega sistema

← Older revision		Revision as of 22:55, 4 January 2023
Line 57:		Line 57:

	=== Spojine glavnih skupin periodnega sistema ===		=== Spojine glavnih skupin periodnega sistema ===
	Mnogi drugi elementi poleg kovin so bioaktivni. Žveplo in fosfor nujno potrebujejo vsa živa bitja. Fosfor praktično izključno obstaja kot fosfat oz. v obliki njegovih različnih estrov. Žveplo obstaja v različnih oksidacijskih stanjih, od sulfata (~~SO42−~~) do sulfida (~~S2−~~). Selen je element v sledovih, ki pa pomembeno sodeluje pri beljakovinah, ki so antioksidanti. Kadmij je pomemben zaradi svoje toksičnosti.[25]		Mnogi drugi elementi poleg kovin so bioaktivni. Žveplo in fosfor nujno potrebujejo vsa živa bitja. Fosfor praktično izključno obstaja kot fosfat oz. v obliki njegovih različnih estrov. Žveplo obstaja v različnih oksidacijskih stanjih, od sulfata (SO<sub>4</sub><sup>2−</sup>) do sulfida (S<sup>2−</sup>). Selen je element v sledovih, ki pa pomembeno sodeluje pri beljakovinah, ki so antioksidanti. Kadmij je pomemben zaradi svoje toksičnosti.<sup>[25]</sup>

	== Glej tudi ==		== Glej tudi ==

Jaka Prelog: /* Prehodne kovine */

2023-01-04T22:54:22Z

Prehodne kovine

← Older revision		Revision as of 22:54, 4 January 2023
Line 54:		Line 54:

	=== Prehodne kovine ===		=== Prehodne kovine ===
	Prehodne kovine so v organizmih navadno prisotne kot elementi v sledovih za razliko od cinka in železa, ki ju je v organizmih največ.[18][19][20] Te kovine se uporabljajo kot proteinski kofaktorji in signalne molekule. Mnogi so nujni za delovanje encimov, kot je katalaza, in beljakovin, ki prenašajo kisik, kot je recimo hemoglobin.[21] Ti kofaktorji so tesno povezani s specifičnim proteinom. Čeprav se lahko encimski kofaktorji med katalizo spremenijo, se le ti vedno vrnejo v prvotno stanje po katalizi. Kovinska mikrohranila prevzamejo organizmi s posebnimi transporterji in se vežejo na skladiščne proteine, kot sta feritin ali metalotionein (MT), ko niso aktivni.[22][23] Kobalt je nujen za delovanje vitamina B12.[24]		Prehodne kovine so v organizmih navadno prisotne kot elementi v sledovih za razliko od cinka in železa, ki ju je v organizmih največ.<sup>[18][19][20]</sup> Te kovine se uporabljajo kot proteinski kofaktorji in signalne molekule. Mnogi so nujni za delovanje encimov, kot je katalaza, in beljakovin, ki prenašajo kisik, kot je recimo hemoglobin.<sup>[21]</sup> Ti kofaktorji so tesno povezani s specifičnim proteinom. Čeprav se lahko encimski kofaktorji med katalizo spremenijo, se le ti vedno vrnejo v prvotno stanje po katalizi. Kovinska mikrohranila prevzamejo organizmi s posebnimi transporterji in se vežejo na skladiščne proteine, kot sta feritin ali metalotionein (MT), ko niso aktivni.<sup>[22][23]</sup> Kobalt je nujen za delovanje vitamina B12.<sup>[24]</sup>

	=== Spojine glavnih skupin periodnega sistema ===		=== Spojine glavnih skupin periodnega sistema ===

Jaka Prelog: /* Alkalijske in zemeljsko alkalijske kovine */

2023-01-04T22:53:28Z

Alkalijske in zemeljsko alkalijske kovine

← Older revision		Revision as of 22:53, 4 January 2023
Line 50:		Line 50:
	Bogati anorganski elementi delujejo kot ionski elektroliti. Najpomembnejši ioni so natrij, kalij, kalcij, magnezij, klorid, fosfat in bikarbonat. Osmotski tlak in pH se ohranjata z vzdrževanjem natančnih gradientov čez celične membrane.<sup>[15]</sup> Ioni so ključni tudi za živce in mišice, saj akcijski potencial v teh tkivih nastane z izmenjavo elektrolitov med zunajcelično tekočino in citosolom.<sup>[16]</sup> Elektroliti vstopajo v celice in jih zapuščajo skozi beljakovine v celični membrani, imenovane ionski kanalčki. Na primer, krčenje mišic je odvisno od migracije kalcija, natrija in kalija skozi ionske kanalčke v celični membrani in T-tubulih.<sup>[17]</sup>		Bogati anorganski elementi delujejo kot ionski elektroliti. Najpomembnejši ioni so natrij, kalij, kalcij, magnezij, klorid, fosfat in bikarbonat. Osmotski tlak in pH se ohranjata z vzdrževanjem natančnih gradientov čez celične membrane.<sup>[15]</sup> Ioni so ključni tudi za živce in mišice, saj akcijski potencial v teh tkivih nastane z izmenjavo elektrolitov med zunajcelično tekočino in citosolom.<sup>[16]</sup> Elektroliti vstopajo v celice in jih zapuščajo skozi beljakovine v celični membrani, imenovane ionski kanalčki. Na primer, krčenje mišic je odvisno od migracije kalcija, natrija in kalija skozi ionske kanalčke v celični membrani in T-tubulih.<sup>[17]</sup>

	''Slika 4:'' Tako kot mnogi antibiotiki je tudi monenzin-A ionofor, ki tesno veže Na<sup>+</sup> (na sliki prikazano rumeno).[14]		''Slika 4:'' Tako kot mnogi antibiotiki je tudi monenzin-A ionofor, ki tesno veže Na<sup>+</sup> (na sliki prikazano rumeno).<sup>[14]</sup>
	[https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/71/Monensin2.png]		[https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/71/Monensin2.png]

Jaka Prelog: /* Alkalijske in zemeljsko alkalijske kovine */

2023-01-04T22:52:58Z

Alkalijske in zemeljsko alkalijske kovine

← Older revision		Revision as of 22:52, 4 January 2023
Line 48:		Line 48:

	=== Alkalijske in zemeljsko alkalijske kovine ===		=== Alkalijske in zemeljsko alkalijske kovine ===
	Bogati anorganski elementi delujejo kot ionski elektroliti. Najpomembnejši ioni so natrij, kalij, kalcij, magnezij, klorid, fosfat in bikarbonat. Osmotski tlak in pH se ohranjata z vzdrževanjem natančnih gradientov čez celične membrane.[15] Ioni so ključni tudi za živce in mišice, saj akcijski potencial v teh tkivih nastane z izmenjavo elektrolitov med zunajcelično tekočino in citosolom.[16] Elektroliti vstopajo v celice in jih zapuščajo skozi beljakovine v celični membrani, imenovane ionski kanalčki. Na primer, krčenje mišic je odvisno od migracije kalcija, natrija in kalija skozi ionske kanalčke v celični membrani in T-tubulih.[17]		Bogati anorganski elementi delujejo kot ionski elektroliti. Najpomembnejši ioni so natrij, kalij, kalcij, magnezij, klorid, fosfat in bikarbonat. Osmotski tlak in pH se ohranjata z vzdrževanjem natančnih gradientov čez celične membrane.<sup>[15]</sup> Ioni so ključni tudi za živce in mišice, saj akcijski potencial v teh tkivih nastane z izmenjavo elektrolitov med zunajcelično tekočino in citosolom.<sup>[16]</sup> Elektroliti vstopajo v celice in jih zapuščajo skozi beljakovine v celični membrani, imenovane ionski kanalčki. Na primer, krčenje mišic je odvisno od migracije kalcija, natrija in kalija skozi ionske kanalčke v celični membrani in T-tubulih.<sup>[17]</sup>

	''Slika 4:'' Tako kot mnogi antibiotiki je tudi monenzin-A ionofor, ki tesno veže Na+ (na sliki prikazano rumeno).[14]		''Slika 4:'' Tako kot mnogi antibiotiki je tudi monenzin-A ionofor, ki tesno veže Na<sup>+</sup> (na sliki prikazano rumeno).[14]
	[https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/71/Monensin2.png]		[https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/71/Monensin2.png]

Jaka Prelog: /* Biomineralizacija */

2023-01-04T22:51:58Z

Biomineralizacija

← Older revision		Revision as of 22:51, 4 January 2023
Line 43:		Line 43:

	=== Biomineralizacija ===		=== Biomineralizacija ===
	Biomineralizacija je proces, s katerim živi organizmi proizvajajo minerale, pogosto za trdnost ali utrjevanje obstoječih tkiv. Takšna tkiva imenujemo mineralizirana tkiva.[7][8][9] Primeri vključujejo silikate v kremenastih algah, karbonate v nevretenčarjih ter kalcijeve fosfate in karbonate v vretenčarjih. Drugi primeri vključujejo nahajališča bakra, železa in zlata, ki vsebujejo bakterije. Biološko oblikovani minerali imajo pogosto posebne namene, kot so magnetni senzorji v magnetotaktičnih bakterijah (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>), naprave za zaznavanje gravitacije (CaCO<sub>3</sub>, CaSO<sub>4</sub>, BaSO<sub>4</sub>) ter shranjevanje in mobilizacija železa (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>•H<sub>2</sub>O v proteinu feritinu). Ker je zunajcelično[10] železo močno vključeno v indukcijo kalcifikacije[11][12], je njegov nadzor bistvenega pomena pri razvoju lupin; beljakovina feritin ima pomembno vlogo pri nadzoru porazdelitve železa.[13]		Biomineralizacija je proces, s katerim živi organizmi proizvajajo minerale, pogosto za trdnost ali utrjevanje obstoječih tkiv. Takšna tkiva imenujemo mineralizirana tkiva.<sup>[7][8][9]</sup> Primeri vključujejo silikate v kremenastih algah, karbonate v nevretenčarjih ter kalcijeve fosfate in karbonate v vretenčarjih. Drugi primeri vključujejo nahajališča bakra, železa in zlata, ki vsebujejo bakterije. Biološko oblikovani minerali imajo pogosto posebne namene, kot so magnetni senzorji v magnetotaktičnih bakterijah (Fe<sub>3</sub>O<sub>4</sub>), naprave za zaznavanje gravitacije (CaCO<sub>3</sub>, CaSO<sub>4</sub>, BaSO<sub>4</sub>) ter shranjevanje in mobilizacija železa (Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>•H<sub>2</sub>O v proteinu feritinu). Ker je zunajcelično<sup>[10]</sup> železo močno vključeno v indukcijo kalcifikacije<sup>[11][12]</sup>, je njegov nadzor bistvenega pomena pri razvoju lupin; beljakovina feritin ima pomembno vlogo pri nadzoru porazdelitve železa.<sup>[13]</sup>

	== Vrste anorganskih substanc v biologiji ==		== Vrste anorganskih substanc v biologiji ==

Jaka Prelog: /* Kovine v medicini */

2023-01-04T22:50:47Z

Kovine v medicini

← Older revision		Revision as of 22:50, 4 January 2023
Line 37:		Line 37:

	=== Kovine v medicini ===		=== Kovine v medicini ===
	Številna zdravila vsebujejo kovine. Ta tema se opira na preučevanje zasnove in mehanizma delovanja farmacevtskih izdelkov, ki vsebujejo kovine in spojin, ki medsebojno delujejo z endogenimi kovinskimi ioni na encimsko aktivnih mestih. Najbolj razširjeno zdravilo proti raku je cisplatin. Kontrastna sredstva za MRI običajno vsebujejo gadolinij. Litijev karbonat se uporablja za zdravljenje manične faze bipolarne motnje. Komercializirana protiartritična zdravila, ki vsebujejo zlato, npr. auranofin. CORMs (molekule, ki sproščajo ogljikov monoksid), so kovinski kompleksi, ki so bili razviti za zatiranje vnetja s sproščanjem majhnih količin ogljikovega monoksida. Preučen je bil kardiovaskularni in nevronski pomen dušikovega oksida, vključno z encimom NO sintaze. (Glejte tudi: asimilacija dušika.) Poleg tega so bili kovinski prehodni kompleksi na osnovi triazolopirimidinov testirani proti več sevom parazitov.[6]		Številna zdravila vsebujejo kovine. Ta tema se opira na preučevanje zasnove in mehanizma delovanja farmacevtskih izdelkov, ki vsebujejo kovine in spojin, ki medsebojno delujejo z endogenimi kovinskimi ioni na encimsko aktivnih mestih. Najbolj razširjeno zdravilo proti raku je cisplatin. Kontrastna sredstva za MRI običajno vsebujejo gadolinij. Litijev karbonat se uporablja za zdravljenje manične faze bipolarne motnje. Komercializirana protiartritična zdravila, ki vsebujejo zlato, npr. auranofin. CORMs (molekule, ki sproščajo ogljikov monoksid), so kovinski kompleksi, ki so bili razviti za zatiranje vnetja s sproščanjem majhnih količin ogljikovega monoksida. Preučen je bil kardiovaskularni in nevronski pomen dušikovega oksida, vključno z encimom NO sintaze. (Glejte tudi: asimilacija dušika.) Poleg tega so bili kovinski prehodni kompleksi na osnovi triazolopirimidinov testirani proti več sevom parazitov.<sup>[6]</sup>

	=== Kemija okolja ===		=== Kemija okolja ===

Jaka Prelog: /* Bioorganokovinska kemija */

2023-01-04T22:50:12Z

Bioorganokovinska kemija

← Older revision		Revision as of 22:50, 4 January 2023
Line 30:		Line 30:

	=== Bioorganokovinska kemija ===		=== Bioorganokovinska kemija ===
	Bioorganokovinski sistemi so sistemi biološko aktivnih molekul, ki vsebujejo ogljik, vezan neposredno na kovino oz. polkovino. Vez kovina–ogljik lahko v sistemu nastopa kot strukturni element ali kot intermediat. Bioorganokovinski encimi in proteini vključujejo hidrogenaze, kofaktor FeMoco, ki je katalitski center nitrogenaze in metilkobalamin. To so primeri naravno prisotnih organokovinskih spojin. Področje bioorganokovinske kemije je pretežno osredotočeno na uporabo kovin s strani enoceličnih organizmov. Bioorganokovinske spojine so pomembne predvsem v kemiji okolja.[5]		Bioorganokovinski sistemi so sistemi biološko aktivnih molekul, ki vsebujejo ogljik, vezan neposredno na kovino oz. polkovino. Vez kovina–ogljik lahko v sistemu nastopa kot strukturni element ali kot intermediat. Bioorganokovinski encimi in proteini vključujejo hidrogenaze, kofaktor FeMoco, ki je katalitski center nitrogenaze in metilkobalamin. To so primeri naravno prisotnih organokovinskih spojin. Področje bioorganokovinske kemije je pretežno osredotočeno na uporabo kovin s strani enoceličnih organizmov. Bioorganokovinske spojine so pomembne predvsem v kemiji okolja.<sup>[5]</sup>

	''Slika 2:'' Mioglobin je pomembna tema v bioanorganski kemiji, z določeno pozornostjo na železo-hem kompleks, ki je zasidran na protein. [https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/60/Myoglobin.png/800px-Myoglobin.png]		''Slika 2:'' Mioglobin je pomembna tema v bioanorganski kemiji, z določeno pozornostjo na železo-hem kompleks, ki je zasidran na protein. [https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/60/Myoglobin.png/800px-Myoglobin.png]

Jaka Prelog: /* Toksičnost */

2023-01-04T22:49:42Z

Toksičnost

← Older revision		Revision as of 22:49, 4 January 2023
Line 24:		Line 24:

	=== Toksičnost ===		=== Toksičnost ===
	Nekateri kovinski ioni so strupeni za ljudi in mnoge živali. V povezavi s toksičnostjo svinca je bila pregledana bioanorganska kemija svinca.[4]		Nekateri kovinski ioni so strupeni za ljudi in mnoge živali. V povezavi s toksičnostjo svinca je bila pregledana bioanorganska kemija svinca.<sup>[4]</sup>

	=== Transport kisika in aktivacija proteinov ===		=== Transport kisika in aktivacija proteinov ===

Jaka Prelog: /* Transport in hramba kovinskih ionov */

2023-01-04T22:49:00Z

Transport in hramba kovinskih ionov

← Older revision		Revision as of 22:49, 4 January 2023
Line 15:		Line 15:

	=== Transport in hramba kovinskih ionov ===		=== Transport in hramba kovinskih ionov ===
	Raznovrsten nabor transportnih sredstev (npr. ionska črpalka Na+/K+ ATPaza), vakuole, shranjevalni proteini (npr. feritin) in majhne molekule (npr. sideroforji) so zadolženi za uravnavanje koncentracije kovinskih ionov in njihovo biodostopnost v živih organizmih. Ključno je, da mnogo esencialnih kovin ni zlahka dostopnih proteinom v končni fazi zaradi slabe topnosti v vodnih raztopinah oz. deficitarnega celičnega okolja. Organizmi so razvili različne strategije za zbiranje in transport teh elementov, poleg tega tudi omejijo njihovo citotoksičnost.		Raznovrsten nabor transportnih sredstev (npr. ionska črpalka Na<sup>+</sup>/K<sup>+</sup> ATPaza), vakuole, shranjevalni proteini (npr. feritin) in majhne molekule (npr. sideroforji) so zadolženi za uravnavanje koncentracije kovinskih ionov in njihovo biodostopnost v živih organizmih. Ključno je, da mnogo esencialnih kovin ni zlahka dostopnih proteinom v končni fazi zaradi slabe topnosti v vodnih raztopinah oz. deficitarnega celičnega okolja. Organizmi so razvili različne strategije za zbiranje in transport teh elementov, poleg tega tudi omejijo njihovo citotoksičnost.

	=== Encimatika ===		=== Encimatika ===

Jaka Prelog: /* Zgodovina */

2023-01-04T22:48:02Z

Zgodovina

← Older revision		Revision as of 22:48, 4 January 2023
Line 9:		Line 9:

	== Zgodovina ==		== Zgodovina ==
	Paul Ehrlich je uporabljal organoarzene (“arzenike”) za zdravljenje sifilisa, s čimer je pokazal pomembnost kovin oz. polkovin za medicino, ki se je razcvetela z Rosenbergovim odkritjem proti rakavega delovanja cisplatina (cis-PtCl<sub>2</sub>(NH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>). Prvi protein, ki jim ga je uspelo kristalizrati, je bila ureaza, za katero se je kasneje izkazalo, da vsebuje nikelj kot aktivno mesto. Vitamin B12, zdravilo za perniciozno anemijo, je kristalografsko predstavila Dorothy Crowfoot Hodgkin. Kristalografsko je dokazala, da makrociklični corrin vsebuje kobalt. Watson-Crickova oblika DNA predstavlja ključno strukturno vlogo polimerov, ki vsebujejo fosfat.		Paul Ehrlich je uporabljal organoarzene (“arzenike”) za zdravljenje sifilisa, s čimer je pokazal pomembnost kovin oz. polkovin za medicino, ki se je razcvetela z Rosenbergovim odkritjem proti rakavega delovanja cisplatina (''cis''-PtCl<sub>2</sub>(NH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>). Prvi protein, ki jim ga je uspelo kristalizrati, je bila ureaza, za katero se je kasneje izkazalo, da vsebuje nikelj kot aktivno mesto. Vitamin B12, zdravilo za perniciozno anemijo, je kristalografsko predstavila Dorothy Crowfoot Hodgkin. Kristalografsko je dokazala, da makrociklični corrin vsebuje kobalt. Watson-Crickova oblika DNA predstavlja ključno strukturno vlogo polimerov, ki vsebujejo fosfat.

	== Teme v bioanorganski kemiji ==		== Teme v bioanorganski kemiji ==