Η αρχή του σκληρού ή μαλακού οξέος (ή βάσης) Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Η αρχή του σκληρού ή μαλακού οξέος (ή βάσης) σκληρό οξύ  μικρό σε μέγεθος χημικό είδος πολώνεται δύσκολα μαλακό οξύ  μεγάλο σε μέγεθος χημικό είδος πολώνεται εύκολα Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 1

Ligand (συναρμοστής, υποκαταστάτης) Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Ligand (συναρμοστής, υποκαταστάτης) ομάδα ή μέρος βιομορίου πάνω στην οποία προσαρτάται & συναρμόζεται το στοιχείο με συγκεκριμένη γεωμετρία Η αρχή της προτίμησης συγκεκριμένου συναρμοστή για συναρμογή σύνδεση μετάλλου με συγκεκριμένη δραστική ομάδα βιομορίου Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 2

Ο απλούστερος συναρμοστής είναι το νερό Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Ο απλούστερος συναρμοστής είναι το νερό παράδειγμα ενυδάτωσης δισθενούς κατιόντος Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 3

Βιολογικό οξύ κατά Lewis Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Βιολογικό οξύ κατά Lewis τα ιόντα Μg2+, Ca2+, Mn2+, Ni2+, Zn2+ έχουν τον ρόλο του οξέος κατά Lewis στα μεταλλοένζυμα Η οξειδοαναγωγική χημεία των ιόντων Ca2+, Mn2+, Ni2+, Zn2+ δεν εκδηλώνεται υπό φυσιολογικές (δηλ. συνηθισμένες βιολογικές) συνθήκες Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 4

Τα μεταλλικά ιόντα είναι οξέα κατά Lewis Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Τα μεταλλικά ιόντα είναι οξέα κατά Lewis χρειαζόμαστε κατάλογο συναρμοστών κατά Lewis που συναρμόζονται με μεταλλικά ιόντα αλκάλια / αλκαλικές γαίες συναρμόζονται με άτομα οξυγόνου του καρβοξυλίου Fe3+ με δότες οξυγόνα καρβοξυλίου Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 5

Cu2+ με άτομα αζώτου της ιστιδίνης Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Cu2+ με άτομα αζώτου της ιστιδίνης μαλακά μεταλλικά ιόντα συναρμόζονται με θειολικές ομάδες κυστεϊνης Cd2+, Hg2+, Pb2+ Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 6

προσαρτάται σε (ή συναρμόζεται με) ανιόν (ή δραστική ομάδα) κατιόν Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής προσαρτάται σε (ή συναρμόζεται με) ανιόν (ή δραστική ομάδα) κατιόν σκληρό οξύ σκληρή βάση H+, K+, Mg2+, Mn2+, Ca2+, Fe3+, Co3+ H2O, HO-, CH3COO-, PO43-, NH3, NO3-, ROH ενδιάμεσο οξύ Fe2+, Cu2+, Zn2+, Ni2+, Co2+ μαλακό οξύ μαλακή βάση Cu+, Cd2+, Pb2+, Hg2+ RSH, RS- Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 7

μετάλλου & συναρμοστή  Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Ιοντική ακτίνα   ισχύς δεσμού μετάλλου & συναρμοστή  η διαβάθμιση του μεγέθους συνεπάγεται διαβάθμιση στην ισχύ του δεσμού μετάλλου - συναρμοστή π.χ. για τα δισθενή κατιόντα: αύξηση ιοντικής ακτίνας Ca2+ > Mg2+ > Mn2+ > Fe2+ > Cu2+ > Zn2+ Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 8

Επίδραση στο pKa του συναρμοστή Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Επίδραση στο pKa του συναρμοστή το θετικό φορτίο που φέρει το μεταλλικό ιόν σε βιολογικό σύστημα σταθεροποιεί το ανιόν του συναρμοστή Σταθέροποιηση πρακτικά σημαίνει μείωση του pKa Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 9

pKa ενυδατωμένου ιόντος  Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Ιοντική ακτίνα   pKa ενυδατωμένου ιόντος  ιόν pKa κανένα 14 Ca2+ 13,4 Mn2+ 11,1 Cu2+ 10,7 Zn2+ 10 Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 10

Συνηθισμένες γεωμετρίες συναρμογής μετάλλων Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Συνηθισμένες γεωμετρίες συναρμογής μετάλλων σύνδεση με 3 συναρμοστές αριθμός συναρμογής 3 επίπεδη τριγωνική πυραμιδική σχήματος-Τ L = ligand, συναρμοστής Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 11

σύνδεση με 4 συναρμοστές αριθμός συναρμογής 4 Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής σύνδεση με 4 συναρμοστές αριθμός συναρμογής 4 επίπεδη τετραγωνική τετραεδρική Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 12

τετραγωνικής πυραμίδας Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής σύνδεση με 5 συναρμοστές αριθμός συναρμογής 5 τετραγωνικής πυραμίδας τριγωνικής διπυραμίδας Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 13

συναρμοστές ίδιοι ή διαφορετικοί Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής σύνδεση με 6 συναρμοστές αριθμός συναρμογής 6 οκτάεδρο συναρμοστές ίδιοι ή διαφορετικοί Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 14

Τα αμινοξέα που είναι συναρμοστές μετάλλων Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Τα αμινοξέα που είναι συναρμοστές μετάλλων κυστεΐνη ιστιδίνη ασπαρτικό μεθειονίνη τυροσίνη Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 15

Η κυστεΐνη ως συναρμοστής μετάλλου Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Η κυστεΐνη ως συναρμοστής μετάλλου Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 16

Η μεθειονίνη ως συναρμοστής μετάλλου Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Η μεθειονίνη ως συναρμοστής μετάλλου Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 17

Η τυροσίνη ως συναρμοστής μετάλλου Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Η τυροσίνη ως συναρμοστής μετάλλου Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 18

προσάρτηση Μ στο ε-άζωτο προσάρτηση Μ στο δ-άζωτο Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Η ιστιδίνη ως συναρμοστής μετάλλου προσάρτηση Μ στο ε-άζωτο προσάρτηση Μ στο δ-άζωτο Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 19

Το ασπαρτικό ως συναρμοστής μετάλλου Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Το ασπαρτικό ως συναρμοστής μετάλλου μονοδοτικός συναρμοστής διδοτικός συναρμοστής χηλικοποίηση διδοτικός συναρμοστής γεφύρωση Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 20

Οι βάσεις πουρίνης είναι συναρμοστές μετάλλων Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Οι βάσεις πουρίνης είναι συναρμοστές μετάλλων γουανίνη αδενίνη : σημείο συναρμογής Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 21

Οι βάσεις πυριμιδίνης είναι συναρμοστές μετάλλων Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής Οι βάσεις πυριμιδίνης είναι συναρμοστές μετάλλων κυτοσίνη θυμίνη ουρακίλη : σημείο συναρμογής Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 22

είναι ο θύλακας που φτιάχνεται από την συναρμογή μερικών βιομορίων Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής cluster είναι ο θύλακας που φτιάχνεται από την συναρμογή μερικών βιομορίων ή την αναδίπλωση κάποιων άλλων μέσα στον θύλακα εγκλωβίζονται 3 ή 4 άτομα του μετάλλου με συγκεκριμένη γεωμετρία ενθυλάκωση Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 23

από τα άτομα που συγκροτούν τον συναρμοστή Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής από τα άτομα που συγκροτούν τον συναρμοστή ένα έρχεται σε άμεση επαφή με το μέταλλο Η επαφή τροποποιεί τη γεωμετρία/ /στερεομετρία μπορεί να επιφέρει και αλλαγή στο δυναμικό τότε πραγματοποιείται μεταφορά e- Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 24

ένζυμο που περιέχει ισχυρά προσαρτημένο μεταλλικό ιόν Θρέψη Φυτών – Η φυσιολογία της συναρμογής μεταλλοένζυμο ένζυμο που περιέχει ισχυρά προσαρτημένο μεταλλικό ιόν το μεταλλικό ιόν αποτελεί βασικό παράγοντα της καταλυτικής δράσης μη-οξειδοαναγωγικό μεταλλοένζυμο το μεταλλικό ιόν δρα κυρίως ως οξύ κατά Lewis Θρέψη Φυτών – Δ. Μπουράνης, Σ. Χωριανοπούλου 25