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Chimica BioinorganicaMetalli
DNARNA
Proteine
disciplina al confine tra chimica e biologiache studia l’interazione tra le specie inorganiche e le molecole di interesse biologico
ciò che è presente in natura
Chimica Bioinorganica Metalli
DNARNA
Proteine
• alcuni metalli sono essenziali
• svolgono una attività altamente specializzatanei processi biologici
– trasportano piccole molecole– attivano piccole molecole– trasportano/scambiano elettroni– catalizzano reazioni redox– catalizzano reazioni idrolitiche– catalizzano reazioni di isomerizzazione– fungono da sensori e messaggeri
Chimica BioinorganicaDelle oltre 4000 proteine di cui è nota la struttura, ca il 35% contiene metalli. Ad esempio tra quelle con attività enzimatica
Chimica Bioinorganica
endogeno
• sintesi di composti modello per capire e riprodurre quello che succede in natura
esogeno
• struttura delle molecole biologiche che interagiscono con metalli• meccanismo con cui queste esplicano la loro funzione• quali processi regolano l’omeostasi dei metalli• quali patologie siano associate al loro (mal)funzionamento e come
contrastarle
modellistica
• sintesi di composti contenenti metalli come farmaci, come traccianti, come agenti di contrasto in MRI, per radioterapia
• sintesi di composti che interferiscono sui processi metallo dipendenti• studio della risposta degli organismi all’esposizione a specie inorganiche
Metalli paramagnetici , composti metallici fluorescenti
Nanoparticelle inorganiche legate a macromolecole biologiche (proteine, acidi nucleici) usate per scopi analitici, diagnostici (imaging) e/o terapeutici (veicolazione di farmaci)sonde multimodali
Gao et al. Acc. Chem. Res. 2009, 1097
• Metalli paramagnetici , composti metallicifluorescenti• Nanoparticelle inorganiche legate a macromolecole biologiche (proteine, acidi nucleici) usate per scopi analitici, diagnostici (imaging) o terapeutici (veicolazione di farmaci)
Gao et al. Acc. Chem. Res. 2009, 1097
Mulder et al FASEB 2005, 2008
fosforo 1%
Bulk (macroelementi)TracceUltratracce metalli
Ultratracce non metalli
Terapia
Diagnostica
+ isotopi radioattivi
Essenzialità
assunzione insufficiente danneggia una funzione vitale
rimozione dell’insufficienza ripristina la funzione vitale
rimozione dell’insufficienza ripristina la funzione vitale
ha una funzione biochimica specifica
Fe
Cu
Zn
Mg
Nel 1926 J.B Sumner cristallizza l’ureasi (contenente Ni). La sua ipotesi che una proteina fosse un enzima venne contestata e ignorata dai biochimici.