Chimica bioinorganica

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La chimica bioinorganica è un'area interdisciplinare che si occupa del ruolo dei metalli nei sistemi biologici. La chimica della vita (o biochimica) non è soltanto prerogativa della chimica organica, quest'ultima, nonostante la vastità, si basa infatti principalmente su appena 5 elementi: C, H, N, O e S. In realtà la chimica della vita coinvolge almeno 25 elementi e gran parte di questi sono metalli. Nei sistemi biologici, gli elementi metallici giocano molti ruoli. Alcuni dei più importanti sono:

1. Azione regolatrice
2. Ruolo strutturale
3. Trasferimento elettronico
4. Metalloenzimi e metalloproteine
5. Trasportatori di ossigeno

Riveste una grande importanza lo studio delle relazioni struttura-funzione di metalloproteine e metalloenzimi coinvolti nei processi biochimici. Particolarmente importante è anche lo studio del flusso intra ed extracellulare degli ioni Na⁺, K⁺, Mg²⁺ e Cl^- i quali generano un gradiente di potenziale elettrico sui due versanti della membrana cellulare provocando un impulso elettrico a cui seguono vari effetti fisiologici.

La chimica bioinorganica si dedica particolarmente allo studio di sistemi modello di basso peso molecolare i quali simulano le caratteristiche strutturali dei siti attivi e del loro intorno immediato; questi forniscono un supporto molto utile sia per l'interpretazione dei dati spettroscopici ottenuti nello studio delle proteine sia per lo studio del meccanismo catalitico con cui procedono le reazioni enzimatiche.

[modifica] Biomolecole contenenti ioni metallici

Ecco alcuni esempi di biomolecole contenenti ioni metallici:

• il ferro è contenuto, ad esempio, nei citocromi ferro-zolfo, nella ferritina, transferrina, mioglobina, emoglobina, negli enzimi ossigenasi, idrogenasi, nitrogenasi e diversi altri;
• il rame è contenuto, ad esempio, nella ceruloplasmina, emocianina, nella superossido dismutasi, fosfatasi, ossidasi, reduttasi e ossidrilasi;
• il magnesio è presente nella clorofilla, nelle fosfatasi e nell'enzima amminopeptidasi;
• calcio e silicio compongono strutture aproteiche scheletriche;
• il molibdeno è presente, insieme con altri metalli, nella nitrogenasi, ossidasi, reduttasi e ossidrilasi;
• lo zinco è presente nella superossido dismutasi, nella carbossipeptidasi e nelle fosfatasi;
• il cobalto è un costituente fondamentale dei coenzimi della vitamina B₁₂.

[modifica] Collegamenti esterni

• The Society of Biological Inorganic Chemistry (SBIC)'s home page
• Glossary of Terms in Bioinorganic Chemistry
• Metal Coordination Groups in Proteins by Marjorie Harding
• Bio, M. et al. home page

[modifica] Bibliografia

• Stephen J. Lippard, Jeremy M. Berg, Principles of Bioinorganic Chemistry, University Science Books, 1994, ISBN 0-935-70272-5
• Rosette M. Roat-Malone, Bioinorganic Chemistry : A Short Course, Wiley-Interscience, 2002, ISBN 0-471-15976-X
• J.J.R. Fraústo da Silva and R.J.P. Williams, The biological chemistry of the elements: The inorganic chemistry of life, 2nd Edition, Oxford University Press, 2001, ISBN 0-19-850848-4
• Lawrence Que, Jr., ed., Physical Methods in Bioinorganic Chemistry, University Science Books, 2000, ISBN 1-891389-02-5