Chemia bionieorganiczna

Rosette M. Roat-Malone

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-21979-6

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2021

Liczba stron:

325

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Roat-Malone, Rosette M.. Chemia bionieorganiczna. Red. . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2021, 325 s. ISBN 978-83-01-21979-6

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Roat-Malone, R.M.

T1 Chemia bionieorganiczna

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2021

SN 978-83-01-21979-6

Bibliografia BibTex:

@Book{ 253075, author = "Roat-Malone, Rosette M.", editor = "", title = "Chemia bionieorganiczna", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2021", address = "Warszawa", isbn = "978-83-01-21979-6" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Roat-Malone, Rosette M.

ED -

TI - Chemia bionieorganiczna

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2021

SN - 978-83-01-21979-6

ER -

Netografia (standard APA):

Roat-Malone, Rosette M.. Chemia bionieorganiczna [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2021 [dostęp: 22 07 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/chemia-bionieorganiczna-rosette-m-roat-malone-253075.

biochemia, chemia bionieorganiczna, nanomateriały, chemia nanobionieorganiczna, hydrogenazy, anhydrazy węglanowe, enzymy cyklu azotowego

Nowoczesny podręcznik chemii bionieorganicznej, w którym zawarto wszelkie wiadomości niezbędne do zrozumienia przedmiotu poczynając od podstaw chemii nieorganicznej i biochemii, a kończąc na szczegółowym opisie kluczowych zagadnień chemii bionieor...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-21979-6

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2021

Liczba stron:

325

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

1. Podstawy chemii nieorganicznej i biochemii12
1.1 Wstęp12
1.2 Podstawowe pierwiastki chemiczne12
1.3 Podstawy chemii nieorganicznej14
1.4 Struktury elektronowe i budowa przestrzenna metali w układach biologicznych16
1.5 Termodynamika i kinetyka25
1.6 Chemia bioorganiczno-metaliczna28
1.7 Wnioski z chemii nieorganicznej33
1.8 Wprowadzenie do biochemii34
1.9 Białka34
1.9.1 Elementy składowe aminokwasów34
1.9.2 Struktura białka37
1.9.3 Działanie białek, enzymów i kinetyka enzymów41
1.10 Dna i elementy składowe RNA44
1.10.1 Struktury molekularne DNA i RNA44
1.10.2 Przekazywanie informacji genetycznych50
1.10.3 Mutacje genetyczne i ukierunkowana mutageneza53
1.10.4 Geny i klonowanie54
1.10.5 Genomika i genom ludzki56
1.10.6 CRISPR57
1.11 Przykład opisowy: przenoszenie elektronów przez DNA61
1.11.1 Woltamperometria cykliczna65
1.12 Podsumowanie i wnioski67
1.13 Pytania i kwestie do przemyślenia67
Bibliografia68
2. Sprzęt komputerowy, oprogramowanie i metody chemii obliczeniowej72
2.1 Wprowadzenie do metod komputerowych72
2.2 Sprzęt komputerowy72
2.3 Oprogramowanie komputerowe dla chemii75
2.3.1 Programy do tworzenia schematów chemicznych76
2.3.2 Programy do wizualizacji77
2.3.3 Oprogramowanie z zakresu chemii obliczeniowej77
2.3.3.1 Oprogramowanie stosowane w Dynamice Molekularnej (MD)79
2.4 Mechanika molekularna (MM), modelowanie molekularne i dynamika molekularna (MD)80
2.3.3.2 Oprogramowanie matematyczno-graficzne80
2.5 Metody obliczeniowe oparte na mechanice kwantowej81
2.5.1 Metody ab-initio81
2.5.2 Metody półempiryczne82
2.5.3 Teoria funkcjonału gęstości i jej przykłady83
2.5.3.1 Na początek Schrödinger83
2.5.3.2 Teoria Funkcjonału Gęstości (DFT)84
2.5.3.3 Bazy funkcyjne85
2.5.3.4 Zastosowania Teorii Funkcjonału Gęstości (DFT)88
2.5.4 Metody oparte na mechanice kwantowej i molekularnej (QM/MM)90
2.6 Wnioski dotyczące aparatury, oprogramowania i chemii obliczeniowej91
2.7 Bazy danych, narzędzia wizualizacyjne, nomenklatura i inne zasoby online92
Bibliografia94
2.8 Pytania i kwestie do przemyślenia94
3. Najważniejsze centra aktywne w białkach 98
3.1 Centralny jon żelaza w mioglobinie i hemoglobinie98
3.1.1 Wstęp98
3.1.2 Struktura i funkcja określona za pomocą rentgenografii strukturalnej i jądrowego rezonansu magnetycznego101
3.1.3 Mikroskopia krioelektronowa a struktura/funkcja hemoglobiny104
3.1.3.1 Wprowadzenie104
3.1.3.2 Techniki mikroskopii krioelektronowej104
3.1.3.3 Struktury określane za pomocą mikroskopii krioelektronowej107
3.1.4 Związki modelowe109
3.1.5 Substytuty krwi111
3.2 Centra żelazowe w cytochromach112
3.2.1 Oksydaza cytochromu c113
3.2.2 Badania strukturalne dotyczące oksydazy cytochromu c (CcO)114
3.2.3 Oksydaza cytochromu c (CcO). Cykl katalityczny i zagadnienia energetyczne 06119
3.2.4 Kanały protonowe w oksydazie cytochromu c119
3.2.5 Związki modelowe oksydazy cytochromu c123
3.3 Klastry żelazowo-siarkowe w nitrogenazie129
3.3.1 Wprowadzenie129
3.3.2 Struktura nitrogenazy i mechanizm katalityczny130
3.3.3 Mechanizm redukcji azotu (N2)132
3.3.4 Ścieżki substratów do nitrogenazy136
3.3.5 Związki modelowe nitrogenazy139
3.3.5.1 Modele funkcjonalne nitrogenazy139
3.3.5.2 Modele strukturalne nitrogenaz144
3.4 Miedź i cynk w dysmutazie ponadtlenkowej146
3.4.1 Wprowadzenie146
3.4.2 Struktura dysmutazy ponadtlenkowej i mechanizm działania katalitycznego148
3.4.3 Modelowa cząsteczka miedziowo-cynkowej dysmutazy ponadtlenkowej151
3.5 Monooksygenaza metanowa153
3.5.1 Wprowadzenie153
3.5.2 Rozpuszczalna monooksygenaza metanowa154
3.5.3 Zawieszona monooksygenaza metanu157
3.6 Podsumowanie i wnioski160
3.7 Pytania i kwestie do przemyślenia161
Bibliografia162
4. Hydrogenazy, anhydrazy węglanowe, enzymy cyklu azotowego 170
4.1 Wprowadzenie170
4.2 Hydrogenazy171
4.2.1 Wprowadzenie171
4.2.2 Hydrogenazy [NiFe]173
4.2.2.1 Modelowe związki hydrogenazy [NiFe]176
4.2.3 Hydrogenazy [FeFe]179
4.2.3.1 Modelowe związki hydrogenazy [FeFe]184
4.2.4 Hydrogenazy [Fe]185
4.2.4.1 Związki modelowe hydrogenazy [Fe]185
4.3 Anhydrazy węglanowe187
4.3.1 Wprowadzenie187
4.3.2 Inhibitory anhydrazy węglanowej188
4.4 Enzymy cyklu azotowego190
4.4.1 Wprowadzenie190
4.4.2 Syntaza tlenku azotu193
4.4.2.1 Wprowadzenie193
4.4.2.2 Struktura syntazy tlenku azotu193
4.4.2.3 Inhibitory syntazy tlenku azotu194
4.4.3 Reduktaza azotynowa198
4.4.3.1 Wprowadzenie198
4.4.3.2 Redukcja jonu azotanowego(III) do jonu amonowego199
4.4.3.3 Redukcja jonu azotanowego(III) do tlenku azotu(II)200
4.5 Podsumowanie i wnioski212
4.6 Pytania i zagadnienia do przemyślenia212
Bibliografia213
5. Chemia nanobionieorganiczna 218
5.1 Wprowadzenie do nanomateriałów218
5.2 Metody analityczne220
5.2.1 Mikroskopia221
5.2.1.1 Skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM)221
5.2.1.2 Transmisyjna mikroskopia elektronowa (TEM)221
5.2.1.3 Skaningowa transmisyjna mikroskopia elektronowa (STEM)221
5.2.1.4 Mikroskopia krioelektronowa (cryo-EM)223
5.2.1.5 Mikroskopia ze skanującą sondą (SPM)223
5.2.1.6 Mikroskopia sił atomowych (AFM)224
5.2.1.7 Mikroskopia o super rozdzielczości i metoda DNA-PAINT225
5.2.2 Rezonansowy transfer energii Förstera (FRET)226
5.3 Origami DNA227
5.4 Metalizowane nanomateriały DNA229
5.4.1 Wprowadzenie229
5.4.2 Elektrody metalowe pokryte DNA230
5.4.3 Plazmonika i DNA230
5.5 Bioobrazowanie za pomocą nanomateriałów, nanomedycyna i cytotoksyczność233
5.5.1 Wprowadzenie233
5.5.2 Obrazowanie za pomocą nanomateriałów234
5.5.3 Bioobrazowanie za pomocą kropek kwantowych (QD)237
5.5.4 Nanocząstki w nanomedycynie terapeutycznej238
5.5.4.1 Badania kliniczne w nanomedycynie240
5.5.4.2 Niektóre leki w formie nanomateriałów stosowane w leczeniu raka: cisplatyna, proleki platyny(IV) i doksorubicyna241
5.6 Teranostyka244
5.7 Toksyczność nanocząstek245
5.8 Podsumowanie i wnioski246
5.9 Pytania i kwestie do przemyślenia246
Bibliografia247
6. Metale w medycynie, w stanach chorobowych oraz do produkcji leków 252
6.1 Środki przeciwnowotworowe na bazie platyny252
6.1.1 Cisplatyna254
6.1.1.1 Toksyczność cisplatyny254
6.1.1.2 Mechanizm działania cisplatyny255
6.1.2 Karboplatyna (Paraplatyna)256
6.1.3 Oksaliplatyna257
6.1.4 Pozostałe związki cis-platyny(II)257
6.1.4.1 Nedaplatyna257
6.1.5 Związki trans-platyny o działaniu przeciwnowotworowym258
6.1.4.2 Lobaplatyna258
6.1.4.3 Heptaplatyna258
6.1.6 Oporność na leki zawierające platynę263
6.1.7 Terapie skojarzone: Leki zawierające platynę wraz z innymi związkami przeciwnowotworowymi265
6.1.8 Leki przeciwnowotworowe oparte na platynie(IV)267
6.1.8.1 Satraplatyna267
6.1.8.2 Ormaplatyna268
6.1.8.3 Iproplatyna, JM9, CHIP268
6.1.9 Proleki platyny(IV)269
6.1.9.1 Wielocelowe proleki na bazie platyny(IV)269
6.1.9.2 Dostarczanie proleków na bazie platyny(IV) poprzez nanocząstki271
6.2 Związki rutenu jako środki przeciwnowotworowe272
6.2.1 Związki rutenu(III) jako środki przeciwnowotworowe272
6.2.2 Środki przeciwnowotworowe na bazie rutenu(II)274
6.2.3 Przeciwnowotworowy mechanizm działania rutenu(II)275
6.2.4 Związki rutenu badane pod kątem aktywności przeciwnowotworowej276
6.3 Środki przeciwnowotworowe oparte na osmie i irydzie278
6.4 Inne środki przeciwnowotworowe283
6.4.1 Kompleksy złota283
6.4.2 Kompleksy tytanu283
6.4.3 Kompleksy miedzi284
6.5 Pochodne bizmutu jako środki przeciwbakteryjne285
6.6 Stany chorobowe, odkrycie leków i proces leczenia287
6.6.1 Dysmutazy ponadtlenkowe (SOD) w stanach chorobowych287
6.6.2 Stwardnienie zanikowe boczne292
6.6.3 Choroby Wilsona i Menkesa295
6.6.4 Choroba Alzheimera300
6.6.4.1 Rola białka amyloidu β300
6.6.4.2 Oddziaływanie peptydów Aβ z metalami303
6.7 Inne stany chorobowe z udziałem metali306
6.7.1 Jony miedzi i cynku a powstawanie zaćmy306
6.7.2 As2O3, stosowany w leczeniu ostrej białaczki promielocytowej (APL)306
6.7.3 Leki na bazie wanadu stosowane w leczeniu cukrzycy typu 2307
6.8 Podsumowanie i wnioski309
6.9 Pytania i kwestie do przemyślenia310
Bibliografia311
Indeks317
Podziękowania323
O Autorze324

PODSTAWYCHEMIINIEORGANICZNEJIBIOCHEMII

Wpowyższejklasyfikacjiwskazujesięjedynienajczęściejwystępującebiologicznie

czynnestopnieutlenianiajonów(więcejinformacjinatentematznajdujesięwliteraturze

[1,2d]).

Jeżeliniezostałwskazanyżadenładunek,danypierwiastektworzygłówniewiązania

kowalencyjnewzwiązkachbiologicznych,chociażpierwiastkitakie,jakwęgiel(C),siarka

(S),fosfor(P),arsen(As),bor(B)iselen(Se)wykazujądodatnieformalnestopnieutlenienia

wjonachzawierającychatomytlenu;tj.S=+6wjonieSO

2-lubP=+5wjoniePO

3-.

Określenie,czypierwiastkisąkoniecznedlażycia,jestopartenapracynaukowej

KlausaSchwarzazlat70.XXw.[3].Wposzczególnychgatunkachbiologicznychmogą

występowaćróżneniezbędnepierwiastki.Niezbędnośćokreślasięnapodstawienastę-

pującychkryteriów:

1.niedobórfizjologicznypojawiasię,gdydanypierwiastekjestusuwanyzdiety;

2.niedobórjestłagodzonypoprzezprzywrócenietegopierwiastkadodiety;

3.określonafunkcjabiologicznajestzwiązanazdanympierwiastkiem[4].

Tabela1.1zawieraprzybliżonezawartościprocentowe(masowe)wybranychniezbęd-

nychpierwiastkówworganizmiedorosłegoczłowieka.

Każdyniezbędnypierwiastekpodlegakrzywejdawka-odpowiedź,zilustrowanejna

rysunku1.1,napodstawie[4].Jeślipodażdanegopierwiastkajestzbytniska,organizmnie

przetrwa;wprzypadkuniedoboruorganizmmożefunkcjonować,leczwsposóbgorszyod

optymalnego.Poprzekroczeniugranicyoptymalnegostężenia,wyższedawkisątoksyczne,

anawetmogąprowadzićdośmierci.Szczegółowedziennezapotrzebowanienaniezbędne

pierwiastkimożeobejmowaćilościodkilkumikrogramówdogramów.

Jeżeliweźmiemypoduwagęskładwspółczesnychwódiatmosferyziemi,pojawiasię

wielepytańoto,jakiepierwiastkibyłyniezbędnedlażyciawmomenciejegopowstania

ponad3,5mldlattemu.Oilepierwiastkibudulcowebyłybezwątpieniapowszechnie

dostępnewpierwotnychoceanachinaichwybrzeżach,otylestężenianiezbędnychmetali

śladowychwewspółczesnychoceanachmogąsięznacznieróżnićodtychwystępujących

wczasachprzedpowstaniemżycia.Naprzykład,obecnestężenieżelazawwodziemor-

skiej,wynoszącewprzybliżeniu10-4mmolll,możenieodzwierciedlaćdokładniejego

dostępnościwokresiepoprzedzającympojawieniesiężycia.Jeśliprzyjmiemy,żewokresie

TABELA101

Zawartośćwybranychpierwiastkówworganizmieczłowieka

Pierwiastek

Tlen

Węgiel

Wodór

Azot

Sód,potas,siarka

Chlor

Zawartość

(procentmasowy)

Pierwiastek

Zawartość

(procentmasowy)

53,6

Krzem,magnez

0,04

16,0

Żelazo,fluor

0,005

13,4

Cynk

0,003

2,4

Miedź,brom

2·10-4

0,10

Selen,mangan,arsen,nikiel

Ołów,kobalt

2·10-5

0,09

9·10-6

Brak wyników

Chemia bionieorganiczna

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra