Chimica BioinorganicaMetalli

DNARNA

Proteine

disciplina al confine tra chimica e biologiache studia l’interazione tra le specie inorganiche e le molecole di interesse biologico

ciò che è presente in natura

Chimica Bioinorganica Metalli

DNARNA

Proteine

• alcuni metalli sono essenziali

• svolgono una attività altamente specializzatanei processi biologici

– trasportano piccole molecole– attivano piccole molecole– trasportano/scambiano elettroni– catalizzano reazioni redox– catalizzano reazioni idrolitiche– catalizzano reazioni di isomerizzazione– fungono da sensori e messaggeri

Chimica BioinorganicaDelle oltre 4000 proteine di cui è nota la struttura, ca il 35% contiene metalli. Ad esempio tra quelle con attività enzimatica

Chimica Bioinorganica

endogeno

• sintesi di composti modello per capire e riprodurre quello che succede in natura

esogeno

• struttura delle molecole biologiche che interagiscono con metalli• meccanismo con cui queste esplicano la loro funzione• quali processi regolano l’omeostasi dei metalli• quali patologie siano associate al loro (mal)funzionamento e come

contrastarle

modellistica

• sintesi di composti contenenti metalli come farmaci, come traccianti, come agenti di contrasto in MRI, per radioterapia

• sintesi di composti che interferiscono sui processi metallo dipendenti• studio della risposta degli organismi all’esposizione a specie inorganiche

Metalli paramagnetici , composti metallici fluorescenti

Nanoparticelle inorganiche legate a macromolecole biologiche (proteine, acidi nucleici) usate per scopi analitici, diagnostici (imaging) e/o terapeutici (veicolazione di farmaci)sonde multimodali

Gao et al. Acc. Chem. Res. 2009, 1097

• Metalli paramagnetici , composti metallicifluorescenti• Nanoparticelle inorganiche legate a macromolecole biologiche (proteine, acidi nucleici) usate per scopi analitici, diagnostici (imaging) o terapeutici (veicolazione di farmaci)

Gao et al. Acc. Chem. Res. 2009, 1097

Mulder et al FASEB 2005, 2008

fosforo 1%

Bulk (macroelementi)TracceUltratracce metalli

Ultratracce non metalli

Terapia

Diagnostica

+ isotopi radioattivi

Essenzialità

assunzione insufficiente danneggia una funzione vitale

rimozione dell’insufficienza ripristina la funzione vitale

rimozione dell’insufficienza ripristina la funzione vitale

ha una funzione biochimica specifica

Fe

Cu

Zn

Mg

Nel 1926 J.B Sumner cristallizza l’ureasi (contenente Ni). La sua ipotesi che una proteina fosse un enzima venne contestata e ignorata dai biochimici.