Chimica Bioinorganica
Metalli
RNA
Proteine
DNA
¾ disciplina al confine tra chimica e biologia
che studia l’interazione tra le specie
inorganiche e le molecole di interesse
biologico
Ö ciò che è presente in natura
Chimica Bioinorganica
•
alcuni metalli sono essenziali
•
svolgono una attività altamente specializzata
nei 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
Metalli
RNA
Proteine
DNA
Chimica Bioinorganica
Delle oltre 4000 proteine di cui è nota la struttura, ca il 35% contiene
metalli.
Ad esempio tra quelle con attività enzimatica
Chimica Bioinorganica
Öendogeno
•
•
•
•
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
Ö modellistica
• sintesi di composti modello per capire e riprodurre quello che succede in
natura
Ö esogeno
• 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
¾ Metalli
paramagnetici , composti metallici fluorescenti
¾ Nanoparticelle inorganiche legate a
macromolecole biologiche (proteine, acidi nucleici) usate
per scopi analitici, diagnostici (imaging) e/o
terapeutici (veicolazione di farmaci)
¾ sonde multimodali
Gao et al. Acc. Chem. Res.
2009, 1097
• Metalli paramagnetici , composti metallici
•Mulder
Nanoparticelle
inorganiche legate a
et al FASEB 2005, 2008
fluorescenti
macromolecole biologiche (proteine, acidi
nucleici) usate per scopi analitici,
diagnostici (imaging) o terapeutici
(veicolazione di farmaci)
Gao et al. Acc. Chem. Res.
2009, 1097
fosforo
1%
Bulk (macroelementi)
Tracce
Ultratracce metalli
Ultratracce non metalli
Terapia
Diagnostica
+ isotopi radioattivi
Essenzialità
¾ assunzione insufficiente
danneggia una funzione vitale
¾ rimozione dell’insufficienza
ripristina la funzione vitale
¾ 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.
