Базовые элементы в составе биолигандов

20 Июля в 23:20 1052 0


Структуру биолигандов в основном составляют легкие элементы 14 и 15 групп — С и N, а также несколько элементов 16 группы «длиннопериодного» варианта Периодической системы Д.И. Менделеева — О, S, Se (Frausto da Siva, Williams, 2001).

Пять выделенных элементов отличаются от других рядом параметров. Наиболее важные — сходство размеров атомов, определяющее, во-первых, стерические ограничения, не позволяющие включать в состав органических полимеров молекулы других элементов меньшего или большего размера; во-вторых, легкость образования ковалентных связей примерно одинаковой полярности, имеющих, в-третьих, значительную кинетическую стабильность.

Свойства других элементов ограничивают возможности их использования в качестве биолигандов. Так, галогены обладают высокой окислительно-восстановительной активностью, поэтому неспособны образовывать устойчивые связи с углеродом. Элементы В, Si, Ge, Р, As по этой же причине образуют связи с углеродом, но не очень стабильные, что исключает возможность их включения в состав аминокислот. Эфиры этих элементов образуют еще более неустойчивые соединения.

Ионы металлов способны к комплексообразованию, поэтому могут обмениваться с ионами других металлов, находящихся в водной среде вне клеток. Это исключает их из числа элементов, способных кодировать устойчивые полимеры. Наконец, связи С-Р образуются с трудом и нестабильны, то есть годятся для обмена между молекулами, а не для их кодирования.

Приведенными рассуждениями можно объяснить общие закономерности отбора элементов для последующей биологической эволюции. Появление кислорода в первично восстановительной атмосфере планеты потребовало биохимических и морфологических приспособлений для изменения путей обмена прокариотных организмов, появления эукариотных организмов и современной биосферы с человеком. Промышленная деятельность человека привела к загрязнению биосферы тяжелыми металлами, не свойственными живому веществу, и вынужденному вовлечению их в процессы жизнедеятельности, с фатальными иногда последствиями для отдельных организмов, а возможно, что и для биосферы в целом.

Медицинская бионеорганика. Г.К. Барашков

Похожие статьи
  • 20.07.2012 73926 44
    Типы химических связей

    Каждый атом обладает некоторым числом электронов. Вступая в химические реакции, атомы отдают, приобретают, либо обобществляют электроны, достигая наиболее устойчивой электронной конфигурации. Наиболее устойчивой оказывается конфигурация с наиболее низкой энергией (как в атомах благородных газов&...

    Бионеорганика
  • 21.07.2012 19320 16
    Ионные насосы

    Ионными насосами называют молекулярные механизмы, локализованные в мембране и способные транспортировать вещества за счет энергии, высвобождаемой при расщеплении АТФ, или любого другого вида энергии.

    Бионеорганика
  • 19.06.2012 17111 20
    1 группа (1А подгруппа) — щелочные металлы (главная группа)

    В нее входят Li, Na, К, Rb, Cs, Fr (табл. 1 и 2). По многим химическим свойствам несколько отличается от других щелочных металлов Li+, имеющий диагональное сходство с Mg2+.

    Бионеорганика
показать еще
 
Биотехнологии и биоматериалы