Бионеметаллы и биометаллы

где I

м

и

Il

— потенциалы ионизации (валентных состояний) металла и лиганда соответственно; Sml— интеграл перекрывания орбиталей, взаимодействующих при образовании ковалентной связи. Ковалентность биометаллов, охарактеризованная таким способом, обычно из­меняется в интервале 20—135. При малой ковалентности связи наи­более устойчивыми оказываются соединения ионов металлов с кисло­родом. По мере роста ковалентности все более устойчивыми оказывают­ся соединения со связью металл—азот и, особенно, со связью металл—сера. Такую же корреляцию дает классификация Пирсона, согласно которой «жесткая» кислота соединяется с «жестким» основанием,, а «мягкая» кислота — с «мягким» основанием.

Бионеорганическая химия рассматривает не только те элементы и их соединения, которые присутствуют в нормально функционирующем живом организме, но и те элементы (и их соединения), которые, не являясь составной частью здорового организма, могут оказывать на него то или иное воздействие, попадая в организм извне. Речь идет о взаимодействии живого организма с ядовитыми веществами, попав­шими в организм случайно или накопившимися в нем, например, в результате неправильной работы тех или иных органов (производ­ные свинца, кадмия, ртути и др.).

Надо учитывать, что очень важной является дозировка различных элементов и их соединений в живом организме. Доказано, что один и тот же элемент может положительно влиять на организм в целом и одновременно быть сильным ядом в случае его передозировки. Уже упоминалось, что цинк принадлежит к числу важнейших биометаллов: ионы Zn2+ входят в состав нескольких десятков ферментов, катализи­рующих протекание жизненно важных процессов. В то же время уста­новлено, что при слишком высоком содержании Zn2+ в тканях он ока­зывает канцерогенное действие.

Примером того же типа может быть селен, который, вообще го­воря, не причисляют к биометаллам. Однако в последнее время уста­новлено, что уменьшение содержания селена в пище, потребляемой человеком за день, с 0,3—0,5 мг (Япония) до 0,1—0,2 мг (США, ФРГ) приводит к резкому возрастанию числа раковых заболеваний грудной железы у женщин (более чем в 5 раз). Полагают, что низкое содер­жание селена в пищевых продуктах, вырабатываемых в странах с вы­сокоразвитой химической промышленностью, связано с большим со­держанием в атмосфере соединений серы, вытесняющих селен из при­родных объектов. В Японии нехватка селена в пище меньше, так как многие пищевые продукты, извлекаемые из моря, содержат большое количество селена.

В задачи бионеорганической химии входит изучение строения и биологической роли неорганических соединений. Эти исследования про­водят различными физико-химическими методами, а также методами биологии и биохимии, включающими и математическое моделирование. Бионеорганические исследования имеют первостепенную важность для решения задач медицины, охраны окружающей среды, неорганической технологии. Далее мы кратко рассмотрим свойства и строение некото­рых лигандов, играющих важнейшую роль в биологии, в частности соединения, закомплексовывающие биометаллы, а затем перейдем к характеристике свойств важнейших бионеорганических соединений и их роли в процессах жизнедеятельности животных и растений.

Copyright © 2024 - All Rights Reserved - www.chemicalnow.ru