生物无机化学研究进展 (2).ppt

我国生物无机化学的研究进展
0701化学 王学进

。是无机化学、生物化学、医学等多种学科的交叉领域 .
（和少数非金属）元我国生物无机化学的研究进展
0701化学 王学进

。是无机化学、生物化学、医学等多种学科的交叉领域 .
（和少数非金属）元素及其化合物，特别是痕量金属元素和生物大分子配体形成的生物配合物，如各种金属酶、金属蛋白等。
：发现有用的生物分子→分离出来→测定结构→侧重研究它们的结构-性质-生物活性之间的关系以及在生命环境内参与反应的机理→人工合成

 生物无机化学的蕴生和发展差不多经历了半个世纪，而作为一个独立学科的建立，却是近30年的事情，通常人们把国际期刊Journal of Inorganic Biochemistry的创立（1971年）作为标志。众所周知，这个学科是在无机化学和生物学的相互交叉、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。生。

生物无机化学在我国较早就有一些不同学科的研究者在如生物矿化等方面开展工作；但是作为一门学科的出现，似应以全国第一次生物无机化学会议（1984年，武汉）的召开为标志。
金属离子及其配合物与生物大分子的作用
金属离子与生物大分子结合后，常常会发生明显的生物化学效应。计亮年等观察到一些金属（碱和碱土金属）***化物和葡萄糖酸盐对葡萄糖氧化酶（GOD）的活性有激活和抑制作用。    生物大分子结合的金属离子可被不同类型的螯合剂夺取。李荣昌等研究了牛血清白蛋白镉（Ⅱ）的这类反应，提出用竞争参数F来表征螯合剂从生物大分子金属配合物中夺取金属的能力，求得了多种螯合剂相应的F值和稳定常数。
分子识别是近年来国际上一个十分活跃的研究领域。计亮年等合成了一系列钌的平面配体配合物，研究了这些配合物与小牛胸腺DNA的作用。杨频等选用铁（Ⅱ）、镍（Ⅱ）为中心离子，以phen、bipy、dppz等为配体，合成并分离出了手性金属配合物，研究了它们与B-DNA的作用。

    60年代末期，顺铂（cis-platin）抗癌作用的发现及其临床应用，开辟了金属配合物抗癌药物研究的新领域。顺铂抗癌作用的化学基础，如顺铂的靶分子、顺铂的跨膜机制等，至今仍是人们致力研究的课题。王夔曾提出金属-细胞相互作用的多靶模型，为后来更多的实验事实所支持。他用实验证实了细胞膜是细胞外金属配合物进攻的前沿，金属离子与膜分子的结合是首先发生的事件。
有机锡配合物的抗癌活性及其与DNA作用的分子机理

我国科学工作者对稀土生物无机化学、稀土生物化学和稀土毒理学进行了研究。早期主要是进行了大量的环境调查及农用稀土毒理研究。８０年代开始从分子水平及细胞水平上开展稀土的生物无机化学研究，并已出版了专著。

同一般物质跨膜传递的特征一样，细胞与重金属配合物传递的方式可分为三类：主动运送、被动扩散和细胞的吞吐作用。主动运送是膜上载体蛋白将物质逆电化学梯度从低浓度侧经过膜运送到高浓度的过程。这一过程需要能量的供给才能实现，其能量来源于ATP的水解。被动扩散是顺物质浓度梯度由较浓一侧向较稀一侧的运送。这是不需要能量供给的自发过程。某些亲水性物质，特别是金属离子或它们的配合物常常在载体或膜内通道蛋白的帮助下，顺浓度梯度进入细胞。此类过程由于需要异性的载体，因此有选择性和饱和性。
  金属蛋白与金属酶
细胞色素（Cyt）是一类含血红素的电子传递蛋白，在生物氧化、固氮和光合作用、以及能量转换及储存中有重要功能。    金属硫蛋白（MT）是一类低分子、富含半胱氨酸酶的金属结合蛋白，对它的研究和利用都必须进行分离提取。黄仲贤等分离到了兔、鼠、刺猬、熊猫等哺乳动物的金属硫蛋白、鱼类和蚯蚓的金属硫蛋白以及若干植物，如凤眼莲微生物的金属硫蛋白。王文清等研究了金属硫蛋白对***化合物引起的红细胞溶血的抑制作用；黄仲贤等研究了Cu-MT清除·OH自由基的能力。然而，体内清除自由基的机制很复杂，金属硫蛋白在生理过程中，是否起清除自由基的作用，尚需更直接的证据。