生物無機化學(xué)

1、生物無機化學(xué)張宏偉生物無機化學(xué)概況發(fā)展研究生物無機化學(xué)概況什么是生物無機化學(xué)? 生物無機化學(xué)是介于生物化學(xué)和無機化學(xué)之間的內(nèi)容十分廣泛的一門新興的邊緣學(xué)科。生物無機化學(xué)概況什么是生物無機化學(xué)? 這個學(xué)科是在無機化學(xué)和生物學(xué)的相互交叉、滲透中發(fā)展起來的一門邊沿學(xué)科。它的基本任務(wù)是從現(xiàn)象學(xué)上以及從分子、原子水平上研究金屬與生物配體之間的相互作用。生物無機化學(xué)概況生物無機化學(xué)的特點（1）應(yīng)用無機化學(xué)，尤其是配位化學(xué)的理論和方法，研究無機元素、無機化合物與生物體系或模擬體系相互作用（2）強調(diào)生物大分子的結(jié)構(gòu)，尤其是活性中心周圍微環(huán)境對生物功能的影響。生物無機化學(xué)發(fā)展 由于應(yīng)用理論化學(xué)方法和近代物理實驗

2、方法研究物質(zhì)（包括生物分子）的結(jié)構(gòu)、構(gòu)象和分子能級的飛速進展，使得揭示生命過程中的生物無機化學(xué)行為成為可能，生物無機化學(xué)正是這個時候作為一門獨立學(xué)科應(yīng)運而生。生物無機化學(xué)發(fā)展 1970年在美國首次召開生物無機化學(xué)會議 1971年在美國創(chuàng)辦生物無機化學(xué)學(xué)術(shù)刊物“無機生物化學(xué)雜志”（J. Inorg. Biochem.）生物無機化學(xué)學(xué)科形成的標志：生物無機化學(xué)發(fā)展 1977年成立了國際組織“國際無機生物化學(xué)協(xié)會” 1983年起每兩年召開一次“國際生物無機化學(xué)學(xué)術(shù)會議” 1990年起每兩年召開一次“國際應(yīng)用生物無機化學(xué)學(xué)術(shù)會議” 1995年成立了“國際生物無機化學(xué)協(xié)會”，并出版了學(xué)術(shù)刊物“生物無機化

3、學(xué)雜志”（J. Biol. Inorganic. Chem.）生物無機化學(xué)學(xué)科的蓬勃發(fā)展：生物無機化學(xué)發(fā)展 1984年中國化學(xué)會在武漢召開“第一次全國生物無機化學(xué)學(xué)術(shù)討論會”，標志著我國化學(xué)工作者介入生物無機化學(xué)這一前沿領(lǐng)域。我國生物無機化學(xué)學(xué)科的發(fā)展：生物無機化學(xué)發(fā)展 近年來，我國在金屬配合物與生物大分子的相互作用、金屬蛋白結(jié)構(gòu)與功能、金屬離子生物效應(yīng)的化學(xué)基礎(chǔ)，以及無機藥物化學(xué)、生物礦化方面都有了相對固定的研究方向，并取得了一定的成績。 我國生物無機化學(xué)學(xué)科的發(fā)展：生物無機化學(xué)研究 生物體內(nèi)存在的各種元素，尤其是微量金屬元素與體內(nèi)有機配體所形成的配位化合物的組成、結(jié)構(gòu)、形成、轉(zhuǎn)化，以及在一

4、系列重要生命活動中的作用。 生物無機化學(xué)的研究對象：生物無機化學(xué)研究 生物體內(nèi)存在有鈉、鉀、鈣、鎂、鐵、銅、鉬、錳、鈷、鋅等十幾種元素，它們能與體內(nèi)存在的糖、脂肪、蛋白質(zhì)、核酸等大分子配體和氨基酸、多肽、核苷酸、有機酸根、O2、Cl-等小分子配體形成化合物，主要是配位化合物。 如：金屬蛋白，金屬酶，維生素B12和B12輔酶，葉綠素，離子載體 生物無機化學(xué)的研究對象：生物無機化學(xué)金屬離子的生理功能 金屬離子參與細胞分裂、肌肉收縮、神經(jīng)脈沖的傳遞等過程。金屬離子對維持細胞壁結(jié)構(gòu)、對脂蛋白膜加固有重要作用；金屬離子還直接影響核糖體的結(jié)構(gòu)，從而影響蛋白質(zhì)的正常合成過程。 體內(nèi)金屬離子的種類及濃度失調(diào)，

5、將影響正常的生命活動，如體內(nèi)缺乏鐵、銅、鈷會引起貧血；鎘離子過量與心血管病的發(fā)病有關(guān)；硒過量對肌體有毒，但過低能引起病毒誘發(fā)癌；先天性銅代謝障礙能引起威爾遜氏病。 生物無機化學(xué)金屬離子的生理功能 為控制體內(nèi)金屬元素的正常含量，常用一些金屬螯合劑（見螯合作用）來排除體內(nèi)過量的金屬元素。 某些金屬配合物具有殺菌、抗病毒和抗癌等生物活性。其中順式 -二氯二氨合鉑對生殖泌尿系統(tǒng)癌有較好療效，它能抑制癌細胞中DNA（脫氧核糖核酸）的復(fù)制。 生物無機化學(xué)研究（1）金屬離子及其化合物與生物大分子的相互作用：與核酸、核苷酸的相互作用；與蛋白質(zhì)的相互作用（2）金屬蛋白和金屬酶化學(xué)結(jié)構(gòu)與功能的研究（3）金屬離子與

6、細胞的相互作用研究（4）離子載體（能運載金屬離子通過生物膜的有機配體）（5）金屬酶和模擬酶的應(yīng)用（6）電子傳遞反應(yīng)生物無機化學(xué)的研究課題：生物無機化學(xué)研究（7）生物礦化生物無機化學(xué)的研究課題： 生物礦物材料（骨、牙、軟骨、軟體動物外骨骼、蛋殼等）是礦物與基質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合材料，其高度的裝配有序性、特殊的理化性質(zhì)、可控的動態(tài)性質(zhì)和特殊的生物功能都引起人們的關(guān)注。 研究生物礦化這一生物無機化學(xué)基本反應(yīng)，有望在醫(yī)學(xué)和新材料的應(yīng)用方面取得突破。生物無機化學(xué)研究（8）金屬藥物：金屬配合物抗癌藥物如順鉑的應(yīng)用，引起人們的關(guān)注。金屬藥物的研究將是今后幾年的研究熱點。 生物無機化學(xué)的研究課題： 把偶然進入生物體的有毒金屬離子通過螯合作用排出 把金屬離子及其配合物合理地引入生物體，達到治療的目的 藥物中的金屬及抗癌活性配合物的作用機理生物無機化學(xué)研究（9）環(huán)境生物無機化學(xué)：從環(huán)境與生物體的相互作用出發(fā)，研究無機元素在環(huán)境中的存在形態(tài)、轉(zhuǎn)化及其效應(yīng)和人體健康的關(guān)系。生物無機化學(xué)的研究課題：國內(nèi)研究工作集中在： 與地方病