第一章 生物無機化學概論

生物無機化學主講教師：石碩，博士，副教授

同濟大學化學館546個人主頁:/Content/TeacherView.aspx?id=43計亮年，毛宗萬；生物無機化學導論，科學出版社。楊頻，高飛；生物無機化學原理，科學出版社。3.Lippard，席振峰（譯）；生物無機化學原理，北京大學出版社。4.郭子建，孫為銀；生物無機化學，科學出版社。

1-1什么是生物無機化學

1-2生物無機化學研究的內(nèi)容

1-3生物無機化合物的類型及研究方法第一章緒論生物學無機化學生物無機化學研究生物體系內(nèi)金屬元素和其它非金屬元素在生物體內(nèi)的形態(tài)、結構、特性和功能Structure——Property——ActivityRelationship什么是生物無機化學？對處于生命環(huán)境中的無機元素進行研究的學科機體中固有的無機元素環(huán)境接觸中外來的以及人為引入機體的無機元素前者研究金屬離子及其化合物對生物體的生理和病理作用。

BioinorganicChemistry和InorganicBiochemistry是介于生物化學和無機化學之間的邊緣學科。

生物化學家、醫(yī)學家研究無機生物化學和無機化學家研究生物無機化學的角度有些差異。后者研究金屬離子及其化合物與生物體系的相互作用。

J.ofInorganicBiochemistryJ.ofBiologicalInorganicChemistryScientificjournals國際生物無機化學會議（ICBIC）簡介

ICBIC―1970年美國無機化學與模型研究方法ICBIC―01976年英國無機化學和生物交叉地帶發(fā)展ICBIC―11983年意大利ICBIC―21985年葡萄牙ICBIC―31987年荷蘭ICBIC―41989年美國ICBIC―51991年英國金屬識別、儲存、輸送和組裝ICBIC―61993年美國固氮酶的分子結構以及自然界

N2轉變?yōu)镹H3的功能及其機理International-Conference-on-Biological-Inorganic-ChemistryICBIC―71995年德國金屬離子對基因調(diào)節(jié)影響ICBIC―81997年日本丙烯腈水合酶合成丙烯酰胺ICBIC―91999年美國ICBIC―102001年意大利中樞神經(jīng)系統(tǒng)的生物無機化學ICBIC―112003年澳大利亞金屬離子在細胞的交通圖，以及許多交通干線的劃分和金屬離子的走向ICBIC―122005年美國ICBIC―132007年奧地利ICBIC―142009年日本ICBIC―15

2011年

加拿大國際應用生物無機化學學術討論會（ISABC）簡介

ISABC―11990年武漢金屬藥物和抗癌藥ISABC―21992年廣州生物礦化和生物材料ISABC―31994年澳大利亞利用生物電子轉移設計制作生物傳感器ISABC―41997年南非環(huán)境生物無機化學ISABC―51999年希臘地中海貧血InternationalSymposiumonAppliedBioinorganicChemistry

ISABC―62001年英國ISABC―72003年墨西哥ISABC―82004年香港小分子修飾使蛋白酶功能改變和關閉ISABC―92006年阿根廷

ISABC―102009年

匈牙利ISABC―112011年

西班牙ISABC―122013年

廣州國內(nèi)定期召開全國生物無機化學學術討論會，2003年召開全國生物無機化學咨詢會議，共同討論未來我國生物無機化學的發(fā)展方向,生物無機化學研究方向緊跟時代步伐,不斷深入和調(diào)整。

王夔北京大學

計亮年中山大學同濟大學

倪嘉纘

長春應化所深圳大學生物無機化學家，中科院院士

黃仲賢復旦大學

楊頻山西大學

徐輝碧華中科技大學

江雷中科院化學所北航，院士，長江學者

郭子建南京大學，長江學者

毛宗萬中山大學，杰青

曲曉剛長春應化所，杰青

長期以來，人們把絕大多數(shù)碳的化合物稱為有機化合物，他們主要由C、H、O、N、X、S、P等元素組成,而把其余的化合物都化入無機化合物的范疇。

現(xiàn)在，人們已經(jīng)認識很多生命過程都與過去認為“沒有生命”的元素(無機元素)有關。這些無機元素包括純的金屬元素及非金屬元素。這些元素不僅對于維持生物大分子的結構至關重要，而且還廣泛參與到各種生命過程中，為在物質輸送、信息傳遞、生物催化和能量轉換中起關鍵作用。

血紅蛋白(Hemoglobin)QuaternarystructurechangesuponbindingofO2

(topview)結合氧的部位血紅素輔基第5個部位來自蛋白的第93位His血紅素中Fe的配位肌紅蛋白(Myoglobin)的結構帶有咪唑基的游離血紅素與CO結合肌紅蛋白與CO形成的復合物氧合肌紅蛋白CO對Fe的親和力遠遠高于氧！葉綠素在自然界中，維生素B12常以輔酶的形式存在，是最主要的輔酶之一。VB12對維持肌體正常生長以及紅細胞的產(chǎn)生都是極其重要的

鑒于生物無機化學正處于向前發(fā)展的階段，并迅速向各方面滲透，對其研究內(nèi)容，目前只能作一大致概括。主要有：1-2生物無機化學研究的內(nèi)容

(1).金屬離子及其化合物與生物大分子的相互作用及功能的調(diào)控機理與核酸、核苷酸的相互作用

熱門課題：金屬離子對DNA構象的影響；金屬離子特別是金屬配合物對不同構型DNA選擇性的結合。(2).金屬蛋白和金屬酶的化學結構與功能、催化機理以及模型化合物的構建（a）金屬離子的成鍵位置（b）活性中心周圍微環(huán)境（c）蛋白鏈在保證金屬離子正常工作的貢獻（d）蛋白鏈與底物的結合方式（3）.生物礦化、生物納米的程序化組裝及智能仿生體系自然界中，無論是細菌、微生物，還是植物、動物，都可以在體內(nèi)形成礦物，稱為生物礦物材料（骨、牙、軟骨、軟體動物外骨骼、蛋殼等）。它們是礦物與基質構成的復合材料，其高度的裝配有序性、特殊的理化性質、可控的動態(tài)性質和特殊的生物功能都引起人們的關注。研究生物礦化這一生物無機化學基本反應，有望在醫(yī)學和新材料的應用方面取得突破。

蓮花葉子的防水

(4).金屬離子與細胞的相互作用研究是金屬攝入、轉運、分布以及它們的生物效應的化學基礎；是解釋生物效應的分子機理的必需。細胞——

復雜