第一章生物無機(jī)化學(xué)概論

第一章生物無機(jī)化學(xué)概論第1頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一計(jì)亮年，毛宗萬；生物無機(jī)化學(xué)導(dǎo)論，科學(xué)出版社。楊頻，高飛；生物無機(jī)化學(xué)原理，科學(xué)出版社。第2頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一3.Lippard，席振峰（譯）；生物無機(jī)化學(xué)原理，北京大學(xué)出版社。4.郭子建，孫為銀；生物無機(jī)化學(xué)，科學(xué)出版社。第3頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

1-1什么是生物無機(jī)化學(xué)

1-2生物無機(jī)化學(xué)研究的內(nèi)容

1-3生物無機(jī)化合物的類型及研究方法第一章緒論第4頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一生物學(xué)無機(jī)化學(xué)生物無機(jī)化學(xué)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(jié)構(gòu)、特性和功能Structure——Property——ActivityRelationship什么是生物無機(jī)化學(xué)？對(duì)處于生命環(huán)境中的無機(jī)元素進(jìn)行研究的學(xué)科機(jī)體中固有的無機(jī)元素環(huán)境接觸中外來的以及人為引入機(jī)體的無機(jī)元素第5頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一前者研究金屬離子及其化合物對(duì)生物體的生理和病理作用。

BioinorganicChemistry和InorganicBiochemistry是介于生物化學(xué)和無機(jī)化學(xué)之間的邊緣學(xué)科。

生物化學(xué)家、醫(yī)學(xué)家研究無機(jī)生物化學(xué)和無機(jī)化學(xué)家研究生物無機(jī)化學(xué)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。

第6頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一J.ofInorganicBiochemistryJ.ofBiologicalInorganicChemistryScientificjournals第7頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一國(guó)際生物無機(jī)化學(xué)會(huì)議（ICBIC）簡(jiǎn)介

ICBIC―1970年美國(guó)無機(jī)化學(xué)與模型研究方法ICBIC―01976年英國(guó)無機(jī)化學(xué)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(guó)ICBIC―51991年英國(guó)金屬識(shí)別、儲(chǔ)存、輸送和組裝ICBIC―61993年美國(guó)固氮酶的分子結(jié)構(gòu)以及自然界

N2轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3的功能及其機(jī)理International-Conference-on-Biological-Inorganic-Chemistry第8頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一ICBIC―71995年德國(guó)金屬離子對(duì)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(guó)ICBIC―102001年意大利中樞神經(jīng)系統(tǒng)的生物無機(jī)化學(xué)ICBIC―112003年澳大利亞金屬離子在細(xì)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(guó)ICBIC―132007年奧地利ICBIC―142009年日本ICBIC―15

2011年

加拿大第9頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一國(guó)際應(yīng)用生物無機(jī)化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)（ISABC）簡(jiǎn)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(zhuǎn)移設(shè)計(jì)制作生物傳感器ISABC―41997年南非環(huán)境生物無機(jī)化學(xué)ISABC―51999年希臘地中海貧血InternationalSymposiumonAppliedBioinorganicChemistry

第10頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一ISABC―62001年英國(guó)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(guān)閉ISABC―92006年阿根廷

ISABC―102009年

匈牙利ISABC―112011年

西班牙ISABC―122013年

廣州第11頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一國(guó)內(nèi)定期召開全國(guó)生物無機(jī)化學(xué)學(xué)術(shù)討論會(huì)，2003年召開全國(guó)生物無機(jī)化學(xué)咨詢會(huì)議，共同討論未來我國(guó)生物無機(jī)化學(xué)的發(fā)展方向,生物無機(jī)化學(xué)研究方向緊跟時(shí)代步伐,不斷深入和調(diào)整。

第12頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

王夔北京大學(xué)

計(jì)亮年中山大學(xué)同濟(jì)大學(xué)

倪嘉纘

長(zhǎng)春應(yīng)化所深圳大學(xué)生物無機(jī)化學(xué)家，中科院院士第13頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

黃仲賢復(fù)旦大學(xué)

楊頻山西大學(xué)

徐輝碧華中科技大學(xué)第14頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

江雷中科院化學(xué)所北航，院士，長(zhǎng)江學(xué)者

郭子建南京大學(xué)，長(zhǎng)江學(xué)者

毛宗萬中山大學(xué)，杰青

曲曉剛長(zhǎng)春應(yīng)化所，杰青第15頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

長(zhǎng)期以來，人們把絕大多數(shù)碳的化合物稱為有機(jī)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(jī)化合物的范疇。

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(無機(jī)元素)有關(guān)。這些無機(jī)元素包括純的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。

第16頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一血紅蛋白(Hemoglobin)QuaternarystructurechangesuponbindingofO2

(topview)第17頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一結(jié)合氧的部位血紅素輔基第5個(gè)部位來自蛋白的第93位His血紅素中Fe的配位第18頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第19頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一肌紅蛋白(Myoglobin)的結(jié)構(gòu)第20頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一帶有咪唑基的游離血紅素與CO結(jié)合肌紅蛋白與CO形成的復(fù)合物氧合肌紅蛋白CO對(duì)Fe的親和力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于氧！第21頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一葉綠素第22頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一在自然界中，維生素B12常以輔酶的形式存在，是最主要的輔酶之一。VB12對(duì)維持肌體正常生長(zhǎng)以及紅細(xì)胞的產(chǎn)生都是極其重要的第23頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

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

第24頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(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(jī)理與核酸、核苷酸的相互作用

熱門課題：金屬離子對(duì)DNA構(gòu)象的影響；金屬離子特別是金屬配合物對(duì)不同構(gòu)型DNA選擇性的結(jié)合。第25頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(2).金屬蛋白和金屬酶的化學(xué)結(jié)構(gòu)與功能、催化機(jī)理以及模型化合物的構(gòu)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(xiàn)（d）蛋白鏈與底物的結(jié)合方式第26頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一（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(xì)菌、微生物，還是植物、動(dòng)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(dòng)物外骨骼、蛋殼等）。它們是礦物與基質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合材料，其高度的裝配有序性、特殊的理化性質(zhì)、可控的動(dòng)態(tài)性質(zhì)和特殊的生物功能都引起人們的關(guān)注。研究生物礦化這一生物無機(jī)化學(xué)基本反應(yīng)，有望在醫(yī)學(xué)和新材料的應(yīng)用方面取得突破。第27頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一

蓮花葉子的防水

第28頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(4).金屬離子與細(xì)胞的相互作用研究是金屬攝入、轉(zhuǎn)運(yùn)、分布以及它們的生物效應(yīng)的化學(xué)基礎(chǔ)；是解釋生物效應(yīng)的分子機(jī)理的必需。細(xì)胞——

復(fù)雜的反應(yīng)體系：組分、多物種、多反應(yīng)、反應(yīng)物定位。事實(shí)上，生物化學(xué)所研究的所有生物分子都只存在于細(xì)胞內(nèi)。第29頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第30頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一硒：地方性疾病克山病——心臟損傷性疾病大骨節(jié)病——慢性對(duì)稱性畸形骨關(guān)節(jié)病(5).元素生物無機(jī)化學(xué)與環(huán)境生物無機(jī)化學(xué)探討常見的疾病的發(fā)病與某些金屬元素與非金屬元素之間的關(guān)系，研究調(diào)節(jié)和控制這些元素來防止病變的發(fā)生。第31頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第32頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一一些在藥用上有較大價(jià)值的元素釩：

第33頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(6).合成新的藥物并且研究藥理。如合成抗癌藥物，抗艾滋病藥物，研究其抗病機(jī)理；合成人造血液（輸氧及機(jī)理）；合成解毒劑，用于清除重金屬中毒；合成某些絡(luò)合劑（藥）去除有害細(xì)菌生存的某些金屬元素。第34頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一第35頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一?Pt(II):Cisplatin(cis-[Pt(NH3)2Cl2]),chemotherapy

(inhibitionofcelldivision,notcellgrowth)第36頁(yè)，共38頁(yè)，2023年，2月20日，星期一(7).離子載體（ionophore）能運(yùn)載金屬離子通過生物