第一章生物無(wú)機(jī)化學(xué)概論

教師程寒

中南民族大學(xué)藥學(xué)院1

1-1生命元素概述

1-2什么是生物無(wú)機(jī)化學(xué)1-3生物無(wú)機(jī)化合物的類型1-4生物無(wú)機(jī)化學(xué)研究的內(nèi)容1-5生物無(wú)機(jī)化學(xué)的一般研究方法

1-621世紀(jì)的生物無(wú)機(jī)化學(xué)問題課程內(nèi)容2

1-1生命元素概述

1.生命元素:維持生命所需的元素，也稱必需元素。它們的缺乏會(huì)導(dǎo)致生物組織嚴(yán)重的、不可逆的損傷。

3(1)存在于正常組織中.(2)在各組織中有一定的濃度.(3)如果機(jī)體缺乏這種元素,將會(huì)引起生理或結(jié)構(gòu)變化，重新引入這種元素，又會(huì)復(fù)原。(4)這些元素有專門的生物功能。生命元素特征：4RaFrRnAtPoBiPbTlHgAuPtIrOsReWTaHfLaBaCsXeITeSbSnInCdAgPdRhRuTcMoNbZrYSrRbKrBrSeAsGeGaZnCuNiCoFeMnCrVTiScCaKArClSPSiAlMgNaNeFONCBBeLiHeH生命元素在周期表中的位置5宏量元素：CHONPS占比例大，組成生物體中蛋白質(zhì)、糖類、脂肪、核酸。常量元素：NaKCaMgCl，以離子形式存在。微量元素：FeZnCu

痕量元素：MnMoCoCrVNiFIBSe生物體中元素分布6>99.95%O,C,H,N,P,+Ca,Na,K,Cl,MgFe,Zn,Cu,V,Cr…..生物體中元素分布7體重70Kg的人的元素平均含量元素含量/g人-1元素含量/g.人-1元素含量/g.人-1H6580

Na70Mn<1

C12590

K250Mo<1

N1815

Mg42Co<1

O43550

Ca1700Cu<1

P680

Cl115Ni<1

S100

Fe6I<1

Zn1-2

8微量元素在維護(hù)和促進(jìn)人體健康方面具有十分重要的作用：1.微量元素可誘導(dǎo)機(jī)體合成金屬硫蛋

白，具有解毒作用

3.微量元素具有代謝調(diào)控作用2.微量元素可增強(qiáng)免疫力92.中性元素：除了必需元素之外，生物體內(nèi)還有一些其它元素，如Sr、Al等，功能尚未清楚。3.有害元素：如Hg、Cd、和Pb。10生物體對(duì)元素的選擇規(guī)律1.豐度規(guī)則2.生物可用性規(guī)則3.有效性規(guī)則4.最適營(yíng)養(yǎng)濃度定律11一些典型的必需元素缺乏癥12長(zhǎng)期以來(lái)，人們把絕大多數(shù)碳的化合物稱為有機(jī)化合物，它們主要由C、H、O、N、S、P等元素組成,而把其余的化合物都?xì)w于無(wú)機(jī)化合物的范疇。

傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)化學(xué)是研究碳化合物以外的各種元素及其化合物的組成、結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的一門科學(xué)，一般認(rèn)為與生物學(xué)或生命科學(xué)關(guān)系疏遠(yuǎn)。

1-2什么是生物無(wú)機(jī)化學(xué)

13

現(xiàn)在，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)很多生命過程都與過去認(rèn)為“沒有生命”的元素有關(guān)。這些無(wú)機(jī)元素包括金屬元素及非金屬元素。這些元素不僅對(duì)于維持生物大分子的結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，而且還廣泛參與到各種生命過程中，為在物質(zhì)輸送、信息傳遞、生物催化和能量轉(zhuǎn)換中起關(guān)鍵作用。這些無(wú)機(jī)元素在生物體內(nèi)的狀態(tài)和功能成為生物化學(xué)家及無(wú)機(jī)化學(xué)家共同感興趣的課題。

14生物學(xué)無(wú)機(jī)化學(xué)生物無(wú)機(jī)化學(xué)研究生物體系內(nèi)金屬元素和其它無(wú)機(jī)元素在生物體內(nèi)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、特性和功能Structure——Property——ActivityRelationship對(duì)處于生命環(huán)境中的金屬離子進(jìn)行研究的學(xué)科機(jī)體中固有的金屬元素環(huán)境接觸中外來(lái)金屬元素15

所謂生物無(wú)機(jī)化學(xué)，就是利用無(wú)機(jī)化學(xué)特別是配位化學(xué)的理論和方法，研究和闡明參與生物體（尤其是人體）中化學(xué)反應(yīng)的微量元素（金屬元素）所起的作用及它們同生物功能之間的相互關(guān)系的一門科學(xué)。定義16

生物無(wú)機(jī)化學(xué)作為一門獨(dú)立學(xué)科是20世紀(jì)60年代醞釀并分化出來(lái)的:1970年，在美國(guó)Virginia州舉行了首屆國(guó)際生物無(wú)機(jī)化學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)討論會(huì)并將會(huì)議報(bào)告匯編成會(huì)議錄《生物無(wú)機(jī)化學(xué)》（BioinorganicChemistry）這是第一部介紹生物無(wú)機(jī)化學(xué)的論著。1971年，英國(guó)科學(xué)家D.R.Williams的專著《生命金屬》（TheMetalofLife）出版。同年，本學(xué)科的期刊BioinorganicChemistry

在美國(guó)問世（1979年更名為JournalofInorganicBiochemistry），標(biāo)志著生物無(wú)機(jī)化學(xué)成為一門獨(dú)立學(xué)科的建立，并為其向前發(fā)展開辟了道路。

發(fā)展簡(jiǎn)介17無(wú)機(jī)化合物在醫(yī)藥中的應(yīng)用典范

1965年由美國(guó)科學(xué)家B.Rosenborg等人首次發(fā)現(xiàn)的，第一個(gè)具有抗癌活性的金