πολώνεται δύσκολα πολώνεται εύκολα

Transcript

1 Η αρχή του σκληρού ή µαλακού οξέος (ή βάσης) σκληρό οξύ µικρό σε µέγεθος χηµικό είδος πολώνεται δύσκολα µαλακό οξύ µεγάλο σε µέγεθος χηµικό είδος πολώνεται εύκολα Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 1

2 Ligand (συναρµοστής, υποκαταστάτης) οµάδα ή µέρος βιοµορίου πάνω στην οποία προσαρτάται & συναρµόζεται το στοιχείο µε συγκεκριµένη γεωµετρία Η αρχή της προτίµησης συγκεκριµένου συναρµοστή για συναρµογή σύνδεση µετάλλου µε συγκεκριµένη δραστική οµάδα βιοµορίου Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 2

3 Ο απλούστερος συναρµοστής είναι το νερό παράδειγµα ενυδάτωσης δισθενούς κατιόντος Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 3

4 Βιολογικό οξύ κατά Lewis τα ιόντα Μg 2+, Ca 2+, Mn 2+, Ni 2+, Zn 2+ έχουν τον ρόλο του οξέος κατά Lewis στα µεταλλοένζυµα Η οξειδοαναγωγική χηµεία των ιόντων Ca 2+, Mn 2+, Ni 2+, Zn 2+ δεν εκδηλώνεται υπό φυσιολογικές (δηλ. συνηθισµένες βιολογικές) συνθήκες Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 4

5 Τα µεταλλικά ιόντα είναι οξέα κατά Lewis χρειαζόµαστε κατάλογο συναρµοστών κατά Lewis που συναρµόζονται µε µεταλλικά ιόντα αλκάλια / αλκαλικές γαίες συναρµόζονται µε άτοµα οξυγόνου του καρβοξυλίου Fe 3+ µε δότες οξυγόνα καρβοξυλίου Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 5

6 Cu 2+ µε άτοµα αζώτου της ιστιδίνης µαλακά µεταλλικά ιόντα συναρµόζονται µε θειολικές οµάδες κυστεϊνης Cd 2+, Hg 2+, Pb 2+ Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 6

7 κατιόν προσαρτάται σε (ή συναρµόζεται µε) ανιόν (ή δραστική οµάδα) σκληρό οξύ H +, K +, Mg 2+, Mn 2+, Ca 2+, Fe 3+, Co 3+ σκληρή βάση H 2 O, HO -, CH 3 COO -, PO 4 3-, NH 3, NO 3-, ROH ενδιάµεσο οξύ Fe 2+, Cu 2+, Zn 2+, Ni 2+, Co 2+ µαλακό οξύ Cu +, Cd 2+, Pb 2+, Hg 2+ µαλακή βάση RSH, RS - Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 7

8 Ιοντική ακτίνα ισχύς δεσµού µετάλλου & συναρµοστή η διαβάθµιση του µεγέθους συνεπάγεται διαβάθµιση στην ισχύ του δεσµού µετάλλου - συναρµοστή π.χ. για τα δισθενή κατιόντα: αύξηση ιοντικής ακτίνας Ca 2+ > Mg 2+ > Mn 2+ > Fe 2+ > Cu 2+ > Zn 2+ Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 8

9 Επίδραση στο pka του συναρµοστή το θετικό φορτίο που φέρει το µεταλλικό ιόν σε βιολογικό σύστηµα σταθεροποιεί το ανιόν του συναρµοστή Σταθέροποιηση πρακτικά σηµαίνει µείωση του pka Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 9

10 Ιοντική ακτίνα pka ενυδατωµένου ιόντος ιόν κανένα pka 14 Ca 2+ 13,4 Mn 2+ 11,1 Cu 2+ 10,7 Zn Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 10

11 Συνηθισµένες γεωµετρίες συναρµογής µετάλλων σύνδεση µε 3 συναρµοστές αριθµός συναρµογής 3 επίπεδη τριγωνική πυραµιδική σχήµατος-τ L = ligand, συναρµοστής Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 11

12 σύνδεση µε 4 συναρµοστές αριθµός συναρµογής 4 επίπεδη τετραγωνική τετραεδρική Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 12

13 σύνδεση µε 5 συναρµοστές αριθµός συναρµογής 5 τετραγωνικής πυραµίδας τριγωνικής διπυραµίδας Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 13

14 σύνδεση µε 6 συναρµοστές αριθµός συναρµογής 6 οκτάεδρο συναρµοστές ίδιοι ή διαφορετικοί Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 14

15 Τα αµινοξέα που είναι συναρµοστές µετάλλων κυστεΐνη ιστιδίνη ασπαρτικό µεθειονίνη τυροσίνη Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 15

16 Η κυστεΐνη ως συναρµοστής µετάλλου Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 16

17 Η µεθειονίνη ως συναρµοστής µετάλλου Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 17

18 Η τυροσίνη ως συναρµοστής µετάλλου Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 18

19 Η ιστιδίνη ως συναρµοστής µετάλλου προσάρτηση Μ στο ε-άζωτο προσάρτηση Μ στο δ-άζωτο Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 19

20 Το ασπαρτικό ως συναρµοστής µετάλλου µονοδοτικός συναρµοστής διδοτικός συναρµοστής χηλικοποίηση διδοτικός συναρµοστής γεφύρωση Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 20

21 Οι βάσεις πουρίνης είναι συναρµοστές µετάλλων γουανίνη αδενίνη : σηµείο συναρµογής Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 21

22 Οι βάσεις πυριµιδίνης είναι συναρµοστές µετάλλων κυτοσίνη θυµίνη ουρακίλη : σηµείο συναρµογής Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 22

23 cluster είναι ο θύλακας που φτιάχνεται από την συναρµογή µερικών βιοµορίων ή την αναδίπλωση κάποιων άλλων µέσα στον θύλακα εγκλωβίζονται 3 ή 4 άτοµα του µετάλλου µε συγκεκριµένη γεωµετρία ενθυλάκωση Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 23

24 από τα άτοµα που συγκροτούν τον συναρµοστή ένα έρχεται σε άµεση επαφή µε το µέταλλο Η επαφή τροποποιεί τη γεωµετρία/ /στερεοµετρία µπορεί να επιφέρει και αλλαγή στο δυναµικό τότε πραγµατοποιείται µεταφορά e - Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 24

25 µεταλλοένζυµο ένζυµο που περιέχει ισχυρά προσαρτηµένο µεταλλικό ιόν το µεταλλικό ιόν αποτελεί βασικό παράγοντα της καταλυτικής δράσης µη-οξειδοαναγωγικό µεταλλοένζυµο το µεταλλικό ιόν δρα κυρίως ως οξύ κατά Lewis Θρέψη Φυτών. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 25