Laboratorio di chimica inorganica - Chimica bioinorganica

Chimica Bioinorganica Chimica Inorganica Biologica La vita ha avuto origine e si è sviluppata sulla crosta terrestre, ovvero in un ambiente inorganico. Elementi quali C, H, N, O, P, S costituiscono i principali componenti cellulari, quali proteine, acidi nucleici, lipidi, membrane, polisaccaridi e metaboliti. Ma la vita come la conosciamo non potrebbe sussistere solo con questi elementi: ci sono una ventina di altri elementi della Tavola Periodica che sono essenziali per la maggior parte delle specie viventi. Esempi di elementi essenziali sono Na, K, Mg, Ca, Cl, Fe, Cu, Zn. La Chimica Bioinorganica studia proprio l’interazione delle sostanze inorganiche con le molecole di interesse biologico. Studio della Chimica Bioinorganica La Chimica Bioinorganica si occupa di studiare • • • • • • • • • • • • il ruolo degli elementi essenziali per la vita i meccanismi per la loro assimilazione le modalità per il loro trasporto la struttura e la funzione di proteine ed enzimi che necessitano di ioni metallici per espletare la loro funzione dei composti modello utili per comprendere il funzionamento dei sistemi reali la risposta degli organismi alla presenza di composti inorganici, siano essi benefici o dannosi dei composti metallici utilizzabili come farmaci dei potenziali farmaci che agiscono su processi metallo-dipendenti degli agenti di contrasto per MRI i traccianti le applicazioni di medicina nucleare i cicli geobiochimici Storia della Chimica Bioinorganica La scoperta della rilevanza del Fe Nella seconda metà del XIX secolo: • • • • Il ferricianuro di potassio fu preparato dal sangue Hoppe-Seyler fece le prime investigazioni spettroscopiche sull’emoglobina Mc Munn descrisse nei tessuti le histohematine, “riscoperti” nel 1925 da D. Keilin, che li chiamò citocromi Morner identificò spettroscopicamente il miocromo, poi chiamato mioglobina La scoperta della rilevanza del Mg • • • Nel 1837, Berzelius identificò i pigmenti delle foglie Nel 1894 e 1896, Schunck e Marchlewski dimostrarono che la emeproteina estratta dal sangue e la filloporfirina dei pigmenti delle piante erano costituite dallo stesso tetrapirrolo Nel 1915, Willstatter ricevette il Premio Nobel per la Chimica per la sua scoperta per cui il magnesio è un costituente essenziale della clorofilla e che è legata “in maniera molto simile a come il ferro è legato nell’emoglobina” La scoperta della rilevanza dello Zn Nella seconda metà del XIX secolo: • Raulin dimostrò che l’Aspergillus nigrus non può crescere in assenza di zinco Nella prima metà del XX secolo: • • La presenza di zinco fu identificata in tutti gli organi del corpo umano La fisiologia dello zinco fu investigata sistematicamente La scoperta degli enzimi Berzelius fu il primo ad introdurre il concetto di catalizzatore biologico come una “nuova forza di produzione dell’attività chimica che appartiene sia ad una natura inorganica che organica”, cioè