Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

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Química bioinorgânica


A química bioinorgânica é um campo interdisciplinar que investiga o papel dos metais em sistemas biológicos. É uma interface entre biologia e química inorgânica, analisando os efeitos de compostos inorgânicos em organismos vivos e o papel dos metais em processos bioquímicos. O envolvimento óbvio de metais e metaloides varia desde serem elementos estruturais em moléculas biológicas até participarem de atividades enzimáticas e funções reguladoras.

Conceitos básicos: íons metálicos em sistemas biológicos

Sistemas biológicos frequentemente utilizam as propriedades únicas dos íons metálicos. Esses metais, geralmente metais de transição, participam de funções de ligação, catalíticas e eletrônicas essenciais para a vida. Por exemplo, ferro, cobre, zinco, manganês e molibdênio desempenham papéis importantes em muitos processos biológicos.

Fe, Cu, Zn, Mn, Mo

Em humanos e outros organismos, esses íons metálicos frequentemente se ligam a proteínas para formar metaloproteínas, que então participam de vários processos fisiológicos.

Exemplos de metaloproteínas

  • Hemoglobina: Contém ferro e é responsável pelo transporte de oxigênio no sangue.
  • Citocromos: Também contêm ferro e desempenham um papel na transferência de elétrons.
  • Anidrase carbônica: Contém zinco e atua como catalisador na conversão de dióxido de carbono em bicarbonato e prótons.

Visualização de metaloproteínas

Considere uma representação simplificada de uma molécula de hemoglobina com um átomo de ferro no seu centro:

Fe

Papel dos metais na funcionalidade das enzimas

As enzimas são catalisadores biológicos que aceleram reações químicas no corpo. Muitas enzimas requerem a presença de íons metálicos para funcionarem adequadamente. Esses íons metálicos podem estabilizar cargas negativas ou participar diretamente em reações químicas. Um exemplo disso é a enzima nitrogenase, que ajuda a converter o nitrogênio atmosférico N 2 em amônia NH 3, um processo vital para a nutrição das plantas.

N 2 + 8H + + 8e - + 16ATP → 2NH 3 + H 2 + 16ADP + 16Pi

Exemplo visual: Diagrama do sítio ativo

Imagine como um íon metálico faz parte do sítio ativo de uma enzima:

Metal

Transporte e armazenamento de oxigênio

O papel dos íons metálicos no transporte de oxigênio é vital. O átomo de ferro da hemoglobina se liga ao oxigênio, permitindo que as células vermelhas do sangue transportem oxigênio por todo o corpo. A mioglobina, outra proteína que contém ferro, armazena oxigênio nos músculos, garantindo que tenhamos um suprimento adequado quando necessário durante atividades extenuantes.

Processos de transferência de elétrons

A transferência de elétrons é outra área importante na química bioinorgânica. Proteínas de transferência de elétrons, como os citocromos, contêm ferro que oscila entre estados reduzidos e oxidados. Esses processos são essenciais na respiração celular e fotossíntese, que são necessárias para a produção de energia em organismos vivos.

Fe 2+ ⇌ Fe 3+ + e -

Ilustração de transferência de elétrons

Aqui está um diagrama de transferência de elétrons entre íons metálicos:

Fe 2+ Fe 3+

Química bioinorgânica ambiental e medicamentosa

Além dos processos naturais, a química bioinorgânica também se estende aos campos ambiental e medicamentoso. Por exemplo, a toxicidade de metais pesados (como chumbo ou mercúrio) é estudada sob a química bioinorgânica ambiental. No campo da medicina, o papel dos complexos metálicos como medicamentos ou agentes de diagnóstico é um campo emergente. O medicamento à base de platina, cisplatina, é amplamente utilizado no tratamento do câncer.

Conclusão

Em geral, a química bioinorgânica é importante para entender o papel vital dos metais na biologia. Seja durante atividades enzimáticas, transporte de oxigênio ou transporte de elétrons, os íons metálicos são essenciais. À medida que a pesquisa avança, continuamos a descobrir interações empolgantes entre compostos inorgânicos e sistemas biológicos, prometendo avanços na medicina e na ciência ambiental.


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