Politechnika GdańskaWydział ChemicznyKatedra Chemii Nieorganicznej Copyright © 2017 by KChN WCh PG – Andrzej Okuniewski | |

← Wróć

Biotechnologia

Chemia bionieorganiczna, obieralny
Semestr II (2°)

Osoba odpowiedzialna za przedmiot: prof. dr hab. inż. Barbara Becker.

Wykład

Zwięzłe wprowadzenie studenta w zakres i problematykę badań, które  chwili obecnej są jednym z przykładów daleko posuniętej współpracy między biochemikami, a klasycznymi chemikami nieorganikami, współpracy, której zasadniczym celem jest wyjaśnienie roli, jaką pierwiastki uznawane za tzw. niezbędne (poza budulcowymi C, H, O, N, S wchodzącymi w skład podstawowych aminokwasów) spełniają w procesach życiowych oraz sposobów, w jakich te działania są realizowane.

Program

Omówiona zostanie ogólnie grupa pierwiastków znalezionych w organizmach żywych, tak metalicznych – Fe, Zn, Cu, Mg, Mn, Mo, Co, Cr, V, Ni, jak i niemetalicznych – F, I, Se, Si, As, B. Wskazane zostaną niekorzystne procesy obserwowane w przypadku braku dostatecznej ilości tych pierwiastków lub ich nadmiaru. Poruszone zostaną zagadnienia związane z kompleksowaniem jonów Na+, K+, Mg2+, Ca2+ przez naturalne ligandy makrocykliczne i związany z tym transport jonów przez membrany lipofilowe.

Bardziej szczegółowo zostaną omówione wybrane zagadnienia związane ze strukturą (szczególnie centrów aktywnych) niektórych metaloprotein oraz funkcjami jakie spełniają, w tym np.:

  • transport i magazynowanie Fe
  • rola Fe w magazynowaniu i transporcie tlenu (hemoglobina i mioglobina)
  • rola Fe w procesach redoksowych (cytochromy, rubredoksyny, ferredoksyny)
  • budowa i prawdopodobny mechanizm działania wybranych enzymów zawierających Zn
  • metalotioneiny
  • enzymy zawierające Cu (np. oksydazy i tzw. blue copper proteins)
  • wiązanie i redukcja azotu cząsteczkowego (nitrogenazy – Mo, Fe)
  • metaloproteiny zawierające Ni
  • rola kobaltu (witamina B12)
  • rola biochemiczna takich metali jak V, Cr i Mn

W części wykładu dotyczącej niemetali zostaną zwięźle omówione podstawowe funkcje fosforanów w organizmach żywych, a główny nacisk zostanie położony na rolę takich pierwiastków jak I, Se, Si czy F oraz np. zjawisko biomineralizacji. W ramach wykładu uwzględnione zostaną prace mające na celu modelowanie centrów aktywnych enzymów i rola jaką związki modelowe odegrały w badaniach nad funkcjami i strukturą połączeń występujących w żywych organizmach.

Przedstawiony powyżej program należy traktować jako orientacyjny gdyż w miarę pojawiania się nowych, interesujących zagadnień z tej szybko rozwijającej się dziedziny podlega on częstym modyfikacjom.

Literatura

Wykład jest w większości oparty o prace oryginalne i artykuły monograficzne. Podręczniki z tej dziedziny wydane w Polsce to:

  • R. W. Hay: Chemia bionieorganiczna, PWN, 1990
  • S. J. Lippard, J. M. Berg: Podstawy chemii bionieorganicznej, PWN, 1998

Materiały