无机化学热点——生物无机化学答辩演讲讲述ppt课件.ppt

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1、生物无机化学,化学化工学院 宋昊翰,什么是生物无机化学?生物无机化学是介于生物化学和无机化学之间的内容十分广泛的一门新兴的边缘学科。,对生命现象的认识： 经典生物学： 从细胞水平看问题，无法合理解释 生物化学：深入到分子水平上，认为： 各种具有不同生物功能的生物大分子都是由为数不多的结构单元（如氨基酸、核苷酸、脂肪酸、单糖等有机基本成分和一些无机离子）所组成。 各种生物功能是许多生物分子间有组织的化学反应的表现，是许多配合准确、配合默契的化学反应的复杂的组合。（牵一发而动全身） 化学家： 研究生物大分子的结构-性质-功能； 研究生物化学反应机理（热力学、动力学）,这个学科是在无机化学和生物学的

2、相互交叉、渗透中发展起来的一门边沿学科。它的基本任务是从现象学上以及从分子、原子水平上研究金属与生物配体之间的相互作用。而对这种相互作用的阐明有赖于无机化学和生物学两门学科水平的高度发展。 由于应用理论化学方法和近代物理实验方法研究物质（包括生物分子）的结构、构象和分子能级的飞速进展，使得揭示生命过程中的生物无机化学行为成为可能，生物无机化学正是这个时候作为一门独立学科应运而生。,Metal complex in life - red cell,人类的红细胞是双面凹的圆饼状。边缘较厚，而中间较薄，就好像是一个甜甜圈一样，只是当中没有一个洞而已。这种形状可以最大限度的从周围摄取氧气。同时它还具有

3、柔韧性，这使得它可以通过毛细血管，并释放氧分子，直径通常是6m8m。,The structure of hemoglobin (血红蛋白),红细胞中最主要成分是血红蛋白，血红蛋白是由珠蛋白与血红素结合而成。,The structure of heme (亚铁血红素),我国生物无机化学学科的发展： 1984年中国化学会在武汉召开“第一次全国生物无机化学学术讨论会”，标志着我国化学工作者介入生物无机化学这一前沿领域。 生物小分子配体 生物大分子 分离出的生物大分子 生物体系 对细胞层次的无机化学研究 近年来，我国在金属配合物与生物大分子的相互作用、金属蛋白结构与功能、金属离子生物效应的化学基础，以

4、及无机药物化学、生物矿化方面都有了相对固定的研究方向，并取得了一定的成绩。,生物体中的无机元素： 生物体内存在的各种元素，尤其是微量金属元素与体内有机配体所形成的配位化合物的组成、结构、形成、转化，以及在一系列重要生命活动中的作用。 生物体内存在有钠、钾、钙、镁、铁、铜、钼、锰、钴、锌等十几种元素，它们能与体内存在的糖、脂肪、蛋白质、核酸等大分子配体和氨基酸、多肽、核苷酸、有机酸根、O2、Cl-等小分子配体形成化合物，主要是配位化合物。 如：金属蛋白，金属酶，维生素B12和B12辅酶，叶绿素，离子载体,金属离子的生理功能 金属离子参与细胞分裂、肌肉收缩、神经脉冲的传递等过程。金属离子对维持细胞

5、壁结构、对脂蛋白膜加固有重要作用；金属离子还直接影响核糖体的结构，从而影响蛋白质的正常合成过程。 体内金属离子的种类及浓度失调，将影响正常的生命活动，如体内缺乏铁、铜、钴会引起贫血；镉离子过量与心血管病的发病有关；硒过量对肌体有毒，但过低能引起病毒诱发癌；先天性铜代谢障碍能引起威尔逊氏病。 为控制体内金属元素的正常含量，常用一些金属螯合剂（见螯合作用）来排除体内过量的金属元素。 某些金属配合物具有杀菌、抗病毒和抗癌等生物活性。其中顺式 -二氯二氨合铂对生殖泌尿系统癌有较好疗效，它能抑制癌细胞中DNA（脱氧核糖核酸）的复制。,甲基汞超标/汞中毒,震惊世界的日本水俣病,“水俣病”的罪魁祸首是当时处

6、于世界化工业尖端的日本氮肥公司,这个“先驱产业”的肆意发展，却给当地居民及其生存环境带来了无尽的灾难。在制造氯乙烯和醋酸乙烯的过程中，要使用含汞的催化剂，这使排放的废水中含有大量的汞。当汞在水中被水生生物食用后，会转化成甲基汞。这些被污染的鱼虾通过食物链进入动物和人的体内，甲基汞被人的肠胃吸收，侵害脑部和身体其他器官。进入脑部的甲基汞会使脑萎缩，侵害神经细胞，破坏掌握身体平衡的小脑和知觉系统。“水俣病”使日本政府和企业日后为此付出了极其昂贵的治理、治疗和赔偿的代价。,泰国南部的“黑脚病”,长期饮用含砷量高的水可引发砷中毒,导致皮肤癌、黑脚病、神经痛、血管损伤及坏疽以及增加心脏病的发病率等,碘缺乏病是由于自然环境中缺乏碘而引起的一种严重危害人类身体健康的疾病。,食用合格碘盐预防碘缺乏病最根本最有效的办法,碘缺乏引起的甲状腺肿大/大脖子病,海带、海鱼和紫菜是日常生活中补碘的较好食品。,谢谢观看！,化学化工学院 宋昊翰,