Магистрант
  1. Физическая химия  1.1. Термодинамика  1.1.1. Законы термодинамики  1.1.2. Энтальпия и теплоемкость  1.1.3. Энтропия и свободная энергия  1.1.4. Фазовое равновесие  1.1.5. Статистическая термодинамика  1.1.6. Термодинамический цикл  1.1.7. Фугитивность и активность  1.2. Квантовая химия  1.2.1. Принципы квантовой механики  1.2.2. Уравнение Шрёдингера  1.2.3. Частица в ящике  1.2.4. Операторы и собственные значения  1.2.5. Атомные орбитали  1.2.6. Теория молекулярных орбиталей  1.2.7. Теория возмущений  1.2.8. Теория валентных связей  1.2.9. Гибридизация и химическое связывание  1.3. Химическая кинетика  1.3.1. Законы скорости и механизмы реакций  1.3.2. Теория столкновений  1.3.3. Теория переходного состояния  1.3.4. Кинетика ферментов  1.3.5. Цепные реакции и полимеризация  1.3.6. Фотохимические реакции  1.4. Statistical mechanics  1.4.1. Функции разделения  1.4.2. Молекулярные функции распределения  1.4.3. Распределение Больцмана  1.4.4. Статистика Бозе-Эйнштейна и статистика Ферми-Дирака  1.5. Спектроскопия  1.5.1. Ротационная спектроскопия  1.5.2. Вибрационная спектроскопия  1.5.3. Электронная спектроскопия  1.5.4. Спектроскопия ядерного магнитного резонанса  1.5.5. Масс-спектрометрия  1.5.6. Спектроскопия Рамана  1.5.7. Электронный парамагнитный резонанс  1.6. Поверхностная и коллоидная химия  1.6.1. Изотерма абсорбции  1.6.2. Поверхностное натяжение и смачиваемость  1.6.3. Коллоидная стабильность  1.6.4. Катализ  1.6.5. Эмульсии и мицеллы  1.7. Электрохимия  1.7.1. Уравнение Нернста  1.7.2. Электрохимические ячейки  1.7.3. Проводимость и подвижность  1.7.4. Война  1.7.5. Топливные элементы  1.7.6. Электролиз
  2. Organic chemistry  2.1. Механизм реакции  2.1.1. Nucleophilic substitution reactions  2.1.2. Электофильные реакции присоединения  2.1.3. Реакции элиминирования  2.1.4. Реакции перестройки  2.1.5. Radical reactions  2.1.6. Перициклические реакции  2.2. Спектроскопия и определение структуры  2.2.1. УФ-Вид спектроскопия  2.2.2. ИК-спектроскопия  2.2.3. ЯМР-спектроскопия  2.2.4. Масс-спектрометрия  2.2.5. Рентгеновская кристаллография  2.3. Stereoscopic  2.3.1. Хиральность и оптическая активность  2.3.2. Структурный анализ  2.3.3. Геометрическая изомерия  2.3.4. Динамическая стереохимия  2.4. Органометаллическая химия  2.4.1. Органолитиевые и органомагниевые реагенты  2.4.2. Реакции кросс-сочетания с использованием палладия в качестве катализатора  2.4.3. Комплексы переходных металлов  2.4.4. Металл–углеродная связь  2.5. Химия полимеров  2.5.1. Механизм полимеризации  2.5.2. Характеристики полимеров  2.5.3. Биодеградируемый полимер  2.5.4. Проводящий полимер  2.5.5. Супрамолекулярные полимеры  2.6. Медицинская химия  2.6.1. Дизайн и разработка лекарств  2.6.2. Фармакокинетика и фармакодинамика  2.6.3. Соотношения структура-активность  2.6.4. Молекулярный докинг и скрининг лекарств
  3. Неорганическая химия  3.1. Координационная химия  3.1.1. Теория кристаллического поля  3.1.2. Теория поля лигандов  3.1.3. Спектрохимический ряд  3.1.4. Хелатирование и стабильность  3.2. Органометаллическая химия  3.2.1. Металлокарбонилы  3.2.2. Катализ органометаллическими комплексами  3.2.3. Металоцены  3.3. Био-неорганическая химия  3.3.1. Металлопротеины и ферменты  3.3.2. Роль металлов в биологических системах  3.3.3. Транспорт и хранение ионов металлов  3.4. Химия твердого тела  3.4.1. Кристаллические структуры  3.4.2. Теория зон в твердых телах  3.4.3. Сверхпроводники  3.4.4. Дефекты в кристалле  3.5. Лантаноиды и актиноиды  3.5.1. Электронная конфигурация в лантанидах и актинидах  3.5.2. Координационная химия лантаноидов  3.5.3. Магнитные свойства лантаноидов
  4. Аналитическая химия  4.1. Хроматография  4.1.1. Газовая хроматография  4.1.2. Высокоэффективная жидкостная хроматография  4.1.3. Тонкослойная хроматография  4.2. Спектроскопические методы  4.2.1. Атомно-абсорбционная спектроскопия  4.2.2. Дифракция рентгеновских лучей  4.2.3. Спектроскопия с индуктивно связанной плазмой  4.3. Электроаналитические методы  4.3.1. Потенциометрия  4.3.2. Вольтамперометрия  4.3.3. Колометрия  4.4. Масс-спектрометрия  4.4.1. Техника ионизации  4.4.2. Фрагментационная картина  4.5. Хемометрия  4.5.1. Мультидисциплинарный анализ  4.5.2. Машинное обучение в химии
  5. Теоретическая и вычислительная химия  5.1. Молекулярная динамика  5.1.1. Силовые поля и минимизация энергии  5.1.2. Метод Монте-Карло в симуляциях молекулярной динамики  5.2. Квантовохимические методы  5.2.1. Теория Хартри — Фока  5.2.2. Теория функционала плотности  5.2.3. Полуэмпирические методы  5.3. Компьютерное проектирование лекарств  5.3.1. Молекулярный докинг  5.3.2. QSAR Моделирование  5.3.3. Виртуальный скрининг
  6. Биохимия  6.1. Enzyme Kinetics  6.1.1. Кинетика Михаэлиса-Ментен  6.1.2. Механизм ингибирования  6.2. Метаболизм и биоэнергетика  6.2.1. Гликолиз  6.2.2. Citric acid cycle  6.2.3. Цепь переноса электронов  6.3. Молекулярная биология  6.3.1. Репликация и восстановление ДНК  6.3.2. Синтез белка  6.3.3. Регуляция генов  6.4. Структурная биохимия  6.4.1. Свертывание белка  6.4.2. Мембранная биофизика
  7. Экологическая химия  7.1. Атмосферная химия  7.1.1. Greenhouse gases  7.1.2. Истощение озонового слоя  7.1.3. Загрязнители воздуха и дым  7.2. Химия воды  7.2.1. pH и жесткость воды  7.2.2. Очистка сточных вод  7.2.3. Аквальная Химия  7.3. Химия почвы  7.3.1. Загрязнение тяжелыми металлами  7.3.2. pH почвы и буферизация  7.3.3. Циркуляция питательных веществ  7.4. Токсикология и химическая безопасность  7.4.1. Токсикокинетика  7.4.2. Оценка риска в токсикологии и химической безопасности в экологической химии  7.4.3. Влияние загрязняющих веществ на окружающую среду

Магистрант → Неорганическая химия ↓


Био-неорганическая химия


Био-неорганическая химия — это междисциплинарная область, исследующая роль металлов в биологических системах. Это стык между биологией и неорганической химией, анализирующий влияние неорганических соединений на живые организмы и роль металлов в биохимических процессах. Очевидное участие металлов и металлоида простирается от структурных элементов в биомолекулах до участия в ферментативной активности и регуляторных функций.

Основы: Ионы металлов в биологических системах

Биологические системы часто используют уникальные свойства ионов металлов. Эти металлы, обычно переходные металлы, участвуют в связях, катализе и электронных ролях, жизненно важных для жизни. Например, железо, медь, цинк, марганец и молибден играют важные роли в множестве биологических процессов.

Fe, Cu, Zn, Mn, Mo

У людей и других организмов эти ионы металлов часто связываются с белками, образуя металлопротеины, которые затем участвуют в различных физиологических процессах.

Примеры металлопротеинов

  • Гемоглобин: Содержит железо и отвечает за транспорт кислорода в крови.
  • Цитохромы: Также содержат железо и участвуют в передаче электронов.
  • Карбоангидраза: Содержит цинк и действует как катализатор в преобразовании углекислого газа в бикарбонат и протоны.

Визуализация металлопротеинов

Рассмотрим упрощенное представление молекулы гемоглобина с атомом железа в центре:

Fe

Роль металлов в функционировании ферментов

Ферменты — это биологические катализаторы, которые ускоряют химические реакции в организме. Многие ферменты требуют присутствия ионов металлов для правильного функционирования. Эти ионы металлов могут стабилизировать отрицательные заряды или напрямую участвовать в химических реакциях. Примером этого является фермент нитрогеназа, который помогает превращать атмосферный азот N 2 в аммиак NH 3, процесс, необходимый для питания растений.

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

Визуальный пример: Диаграмма активного центра

Представьте, как ион металла является частью активного центра фермента:

Металл

Транспорт и хранение кислорода

Роль ионов металлов в транспорте кислорода важна. Атом железа в гемоглобине связывается с кислородом, позволяя красным кровяным клеткам транспортировать кислород по всему телу. Миоглобин, другой белок, содержащий железо, хранит кислород в мышцах, обеспечивая нас достаточным запасом во время интенсивных упражнений.

Процессы передачи электронов

Передача электронов — это еще одна важная область в био-неорганической химии. Белки передачи электронов, такие как цитохромы, содержат железо, которое колеблется между восстановленными и окисленными состояниями. Эти процессы необходимы для клеточного дыхания и фотосинтеза, которые необходимы для производства энергии в живых организмах.

Fe 2+ ⇌ Fe 3+ + e -

Иллюстрация передачи электронов

Вот диаграмма передачи электронов между ионами металлов:

Fe 2+ Fe 3+

Экологическая и медицинская био-неорганическая химия

Помимо естественных процессов, био-неорганическая химия также распространяется на экологическую и медицинскую области. Например, токсичность тяжелых металлов (таких как свинец или ртуть) изучается в рамках экологической био-неорганической химии. В медицинской области роль комплексов металлов как лекарственных препаратов или диагностических агентов является развивающейся областью. Препарат на основе платины цисплатин широко применяется в лечении рака.

Заключение

В целом, био-неорганическая химия важна для понимания жизненной роли металлов в биологии. Независимо от того, идет ли речь о ферментативной деятельности, транспортировке кислорода или переносе электронов, ионы металлов необходимы. По мере развития исследований мы продолжаем раскрывать захватывающие взаимодействия между неорганическими соединениями и биологическими системами, обещающие достижения в медицине и науке об окружающей среде.


Магистрант → 3.3


U
username
0%
завершено в Магистрант

← Предыдущий (3.2.3)
Металоцены
Следующий (3.3.1) →
Металлопротеины и ферменты

Комментарии 



Био-неорганическая химия

https://www.chemistryelite.com/g/3.3?ceal=ru