Важнейшие биолиганды

20 Июля в 22:53 4101 0


Важнейшие биолиганды, которые образуют комплексы с металлами в живом организме, можно разделить на 5 основных категорий (рис. 1).

Важнейшие биолиганды

Рис. 1. Важнейшие биолиганды. (НК = нуклеиновые кислоты)

а) Молекулы со связью Е-С, где Е — любой элемент (металл или полуметалл), а С — атом углерода, входящий в состав органической части молекулы.

К этой категории относятся селеноамииокислоты, селеноглутатион и селенопротеины. Они могут координировать металлы, в частности Hg, используя Se в качестве координационного центра. Другой важный класс — органомышьяковые соединения, в частности арсенобетаин и арсеносахара. Интересно, что они нетоксичны, и при их распаде у млекопитающих образуются мочевина и ее производные. По-видимому, к этой группе относятся йодсодержащие аминокислоты йодтирозин, йодтиронин и их аналоги (рис. 2).

Молекулы со связью Е-С

Рис. 2. Молекулы со связью Е-С.

б) Комплексы с аминокислотами, олигопептидами и полипептидами (белками). Они выполняют многообразные биохимические функции.

Карбоксамидпая группа пептидной связи в аминокислотах ‑ C(=O)-N(-H) координируется металлами слабо. Однако некоторые функциональные группы боковых цепей молекул пептидов координируются металлами хорошо. К ним относятся, например, цистеин (-CH2SH) и метионин (-CH2CH2SCH3), которые координируются металлами с родством к сере (Cd, Си, Zn), образуя соединения группы глутатиона, фитохелаты и металлотионеины. Оба атома азота, входящие в молекулу гистидина, способны после металл-индуцированного депротонирования участвовать в координации, например, с Си и Zn в структуре супероксиддисмутазы (рис. 3).

Некоторые комплексы аминокислот

Рис. 3. Некоторые комплексы аминокислот (М - атом металла)

в) Комплексы с азотистыми основаниями, олиго- и полинуклеотидами и нуклеозидами.

Гетероциклические основания, несвязанные или содержащиеся в составе нуклеозидов и нуклеотидов, имеют несколько различных групп для координации ионами металлов. Особый интерес представляет образование инертных комплексов металлов с нуклеиновыми кислотами (ДНК и РНК), причем ряд металлов специфично связываются с некоторыми парами оснований в двойной спирали (Терентьев с соавт., 1968).

г) Комплексы с биосинтезированными макроциклическими хелатирующими агентами.

Наибольшее значение в этой категории биолигандов имеет тетрапиррольная структура, в депротонированпой форме образующая устойчивые комплексы с относительно лабильными дивалентными катионами. Лучше всего в этой группе изучены магнийсодержащий хлорофилл и продукты его распада, кобальтсодержащие кобаламины и порфирины, включая железосодержащие молекулы гемоглобина, миоглобина, цитохромов и пероксидаз, а также медьсодержащий белок гемоцианин.

д) Комплексы с другими биомакромолекулами (полисахаридами, гликопротеинами).

Координация металлами липидов и углеводов изучена довольно слабо, хотя отрицательно заряженные кислородные радикалы потенциально могут образовывать с катионами электростатические связи и хелатообразно координировать их с помощью полигидроксильных групп; например, так формируется полигулуроновая кислота альгината (Усов, Чижов, 1988).

Медицинская бионеорганика. Г.К. Барашков

Похожие статьи
  • 20.07.2012 74636 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 19425 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 17287 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