Szervetlen kémia III.

Előszó

Régóta ismeretes, hogy bizonyos fémek létfontosságúak az élő szervezetek számára. Évszázadokkal ezelőtt alkalmaztak már terápiás célokra egyszerű fémsókat, és körülbelül 300 év óta tudjuk, hogy vasra az emberi szervezetnek elengedhetetlenül szüksége van. Egyéb átmeneti fémek létfontosságú szerepe azonban csak az utolsó ötven év során vált nyilvánvalóvá. Azt pedig, hogy egyes fémek milyen funkciót töltenek be a különböző biológiai rendszerekben, továbbá, hogy milyen biomolekulához és annak milyen csoportjaihoz kapcsolódnak, csak néhány évtizede és még ma is csak részben ismerjük. Ismereteink főleg a biokémiából és a komplexkémiából származnak. Az utóbbi évtizedekben jelentős eredmények születtek a fémkomplexek kémiája terén. Új vizsgálati módszerek alkalmazásával a komplexek szerkezeti felépítését és dinamikai (egyensúlyi és kinetikai) viszonyait sokoldalúan tudjuk tanulmányozni. Bonyolult egyensúlyi rendszerekről számitógépek segítségével nyerhetünk felvilágosítást, és ma már rutinszerűen lehet mérni a leggyorsabb komplexképződési reakciók sebességét is. Magnetokémiai és Mössbauer spektroszkópiai mérésekkel tisztázni lehet a komplexképződést követő elektronszerkezeti változásokat. Hatalmas fejlődésen mentek át a különböző hullámhossztartományokban alkalmazható fizikai-kémiai módszerek. Ezekkel egyidejűleg korszakalkotó felfedezések születtek a biokémiában, közöttük olyan eredmények is voltak, amelyek fémet tartalmazó biológiai molekulákra (pl. mioglobin, hemoglobin, citokrómok, ferredoxin, rubíedoxin, B12-vitamin, karboxipeptidáz) vonatkoztak. Az ismeretek ilyen jellegű bővülése eredményeképpen alakult ki a bioszervetlen kémia. A Szervetlen Kémia III. jegyzetben összefoglalom a bioszervetlen kémia legfontosabb kérdéseit; komplexkémiai és szervetlen kémiai ismeretekre támaszkodva áttekintést adok az elemek (elsősorban a létfontosságú fémek) biológiai szerepéről. A leírtak alapos megértéséhez szükséges feleleveníteni a Szervetlen Kémia I. jegyzetben tanult komplexkémiai alapfogalmakat. A jegyzet II. fejezetében rövid áttekintést adok néhány biokémiai és biológiai alapfogalomról. A III. fejezet röviden bemutatja, hogy egyrészt milyen alapon szelektálódtak a biológiai evolúció során azok az elemek, amelyek jelenleg is létfontosságú szerepet töltenek bé; továbbá milyen evolúciós folyamat eredményeképpen jöttek létre az alapvető funkciót (pl. elektronszállitást, katalízist, oxigénszállitást) betöltő, fémet is tartalmazó biokomplexek. Ismereteink ezen a területen ugyan ma még meglehetősen hiányosak, de néhány elem - elsősorban a vas és a réz - esetében a fejlődés fő állomásait tudni véljük. A IV. fejezetben tárgyalom azt a nagyon fontos kérdést, hogy az élő szervezetek milyen módon veszik fel a különböző elemeket. Vissza