Algunas funciones biológicas específicas de los metales...

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Algunas funciones bilógicas específicas de los metales alcalino y alcalino-térreos Química Bioinorgánica Algunas funciones biológicas específicas de los metales alcalinos y alcalinotérreos Química Bioinorgánica 2006 Roles biológicos de los distintos metales Ion intracelular membrana extracelular Na + Balance osmótico electrolito K + Activación enzimática (estructural) Balance osmótico Ribosomas Mg 2+ Activación enzimática (estructural y catalítica) Ribosomas Quelatos con NTPs Ca 2+ Segundo mensajero Activación enzimática Activación muscular (estructural y catalítica) Masa esquelética Fr Cs Rb K Na Li Ra Ba Sr Ca Mg Be Funciones específicas de los iones de metales alcalinos * REGULACIÓN DE POTENCIALES DE MEMBRANA Na + , K + * ACTIVACIÓN ENZIMÁTICA K + Fr Cs Rb K Na Li Ra Ba Sr Ca Mg Be

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Algunas funciones bilógicas específicas de los metales alcalino y alcalino-térreos

Química Bioinorgánica

Algunas funciones biológicas específicas de los metales alcalinos y

alcalinotérreos

Química Bioinorgánica 2006

Roles biológicos de los distintos metales

Ion

intracelular membrana extracelular

Na+

Balance osmótico electrolito

K+ Activación enzimática (estructural)

Balance osmótico

Ribosomas

Mg2+ Activación enzimática (estructural y catalítica)

Ribosomas Quelatos con NTPs

Ca2+ Segundo mensajero Activación enzimática Activación muscular (estructural y catalítica) Masa esquelética

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

Funciones específicas de los iones de metales alcalinos

* REGULACIÓN DE POTENCIALES DE MEMBRANA

Na+, K+

* ACTIVACIÓN ENZIMÁTICA K+

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

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Química Bioinorgánica

Regulación de potenciales de membrana

K+K+

Na+ Na+

ψ (-) ψ (+)

Mediointracelular

Medioextracelular

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

Impulso nervioso

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

PIRUVATO KINASA

Activación enzimática

ALGUNAS ENZIMAS QUE CONTIENEN K+:Adenilato ciclasa, aspartato kinasa, ADN polimerasa, serina deaminasa,piruvato kinasa, Na+/K+ atepasa, aldehido deshidrogenasa

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

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Algunas funciones bilógicas específicas de los metales alcalino y alcalino-térreos

Química Bioinorgánica

Funciones específicas de los iones de metales alcalinotérreos

* ACTIVACIÓN ENZIMÁTICA

* FORMACIÓN DE QUELATOS CON NUCLEÓTIDOS TRI FOSFATOS

* MASA ESQUELÉTICA

Mg2+, Ca2+

Mg2+

Ca2+

* SEGUNDO MENSAJERO Ca2+

INTERACCIÓN Mg 2+ - ATPMacroquelatos

Formación de quelatos con nucleótidos trifosfatos

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

HIDRÓLISIS DE ATP

Mg2+ Mg2+Mg2+

Activación enzimática

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

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Química Bioinorgánica

Mecanismo de reacciones de transferencia de fosfato

X-PO32- + Y → Y-PO3

2- + XDisociativo(SN1)

Asociativo(SN2)

(SN1,SN2) (SN1)

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

Modelo de enzima con Mg2+

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

CLOROFILA:Una función particulardel Mg2+

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

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Algunas funciones bilógicas específicas de los metales alcalino y alcalino-térreos

Química Bioinorgánica

Segundo mensajero

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

Proteínas que unen Ca2+

ParvalbuminasCalmodulinasTroponinaCalsequestrinasTrombinaTripsina Bipiramide

pentagonalPrisma trigonalcon cara rectangularapicada

Parvalbúmina que acepta tanto Ca2+como Mg2+.Se observan distintos índices de coordinación Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

Estructura de algunas proteínas que unen Ca2+

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

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Química Bioinorgánica

Mecanismo de acción de Ca2+

Algunas enzimas activadaspor el complejo Ca2+-calmodulina:Adenilato ciclasa,NO sintetasa,Ca2+ ATPasa, NAD kinasa.

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

Ca2+ en la contracción muscular:unión a troponina C

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

Resonancia magnética nuclear heteroatómica (RMN)

E

Fuerza del campo magnético

mi = + 1/2

mi = - 1/2

0

∆E = hν = γhB0/2π

I ≠ 0B

mi = I, I-1, ....., (-I+1), -I

Limitaciones: isótopo adecuadoFr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be

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Química Bioinorgánica

Testigos

EPR0,112Eu2+RMN 43Ca (I= 7/2)

0,106Ca2+

EPR,relajación de RMN0,080Mn2+RMN 23Mg

(I= 5/2)0,078Mg2+

RMN 203Tl (I=1/2)0,140Tl+

RMN 39K (I= 3/2)

0,133K+

---RMN 23Na

(I= 3/2)0,098Na+

PropiedadesRadio iónico (nm)

TestigoPropiedadesRadio iónico (nm)

Catión

Fr

Cs

Rb

K

Na

Li

Ra

Ba

Sr

Ca

Mg

Be