生物无机化学是研究金屬在生物體內角色的學科,生物无机化学研究像金属蛋白及金属酶等天然的生物分子,金属与生物分子的相互作用,如金属离子通道,也研究在醫藥(金属药物)及毒物學中,金屬(特別是非膳食礦物質)對生物的影響。许多生物过程,例如呼吸作用,都依赖于无机化学领域内的分子。生物无机化学也包括金属蛋白的模型研究及仿真
作为生物化学和无机化学的交叉学科,生物无机化学在阐明电子转移蛋白质,底物结合和活化,原子和基团转移化学以及生物化学中的金属性质的含义方面很重要。
活生物体的组成
哺乳动物质量的大约99%是碳,氮,钙,钠,氯,钾,氢,磷,氧,和硫的元素。 有机化合物(蛋白质,脂质,和糖类)含有大部分的碳和氮,而大部分的氧和氢以水的形式存在。
氧转运和活化蛋白
有氧生命大量利用了铁,铜,和锰等金属。 血红素以血红蛋白的形式被红血球利用来输送氧气,它也许是生物学中最公认的金属系统。 其他氧气传输系统包括肌红蛋白,血色素,和血红蛋白。
医学中的金属
许多药物含有金属。 该主题依赖于对含金属药物以及与酶活性位点中的内源性金属离子相互作用的化合物的设计和作用机理的研究。 最广泛使用的抗癌药物是顺铂。 核磁共振成像(MRI)造影剂通常含有钆。碳酸锂已被用于治疗躁郁症的躁狂期。
环境化学
环境化学在传统上强调重金属与生物的相互作用。 甲基汞造成了称为水俁病的重大灾难。 砷中毒是一个普遍存在的问题,主要是由于,这种污染影响了发展中国家的数百万人。 含汞和砷的化合物的代谢涉及基于钴胺素(cobalamins)的酶。
生物矿化
生物矿化是生物体产生矿物质的过程,通常使已经存在的组织硬化或变硬。 这种组织称为。 实例包括藻类和硅藻中的硅酸盐,无脊椎动物中的碳酸盐以及脊椎动物中的磷酸钙和碳酸盐。
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參考資料
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