Metales en Biología

* LOS ELEMENTOS DE LA MATERIA VIVA V I P G 1 2 3 4 5 6 7 H Na K Mg Ca Cr Mo Mn Fe Co Ni Cu Zn B C N O F Si S Cl Se Sn W LOS ELEMENTOS DE LA MATERIA VIVA Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

Funciones de los Elementos Químicos   Ácidos y bases sólo Na Mg Si P Cl K Ca Zn También activos H en reacciones redox C N O S Se I V Mn Fe Co Ni Cu Mo

Elementos bioinorgánicos Funciones biológicas Soporte estructural (Ca, K, Mg, Mn). Estabilizan las estructuras de los biopolímeros Equilibrios iónicos (Na, K, Mg, Ca). Controlan la presión osmótica a un lado y otro de las membranas, son reguladores intracelulares, participan en los mecanismos de transporte, etc. Ácidos de Lewis (Mg, Ca, Mn, Zn, Cu, Fe). Aceptan pares de electrones de átomos de N, O, S, etc. Reacciones redox (Fe, Cu, Co, Mo, Ni).

The folding and appearance of the telomeric DNA sequence is fundamentally different in K+- and Na+-containing quadruplex structures a) The K+-stabilized crystal structure b) The Na+-stabilized solution structure D.J. Patel (2002) Nature 417, 807

Folding pathway for RNA molecules, and the involvement of metal ions A.M. Pyle (2002) JBIC 7, 679-690

Crystal structure of ribosomal S15 protein bound to its rRNA site (PDB code, 1clk1) The purple spheres are Mg2+. The blue and yellow spheres are proposed to be Na+ and K +, respectively. A.M. Pyle (2002) JBIC 7, 679-690

- neurona presináptica + - Aco Na Ca K postsináptica ó d l a i c n e t 2+ + Aco - + - neurona presináptica postsináptica p o t e n c i a l d ó K

Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid

Movilidad e Intercambio de Elementos y Sustancias   Menos de 1 segundo Menos de 1 día Más tiempo que el de destrucción de la propia proteína Na+, K+, Mg2+, Ca2+, H+ Algunos coenzimas Clorofila Cl-, HPO42-, SO42- Fe2+, Mn2+ Algunas proteínas de Cu y Zn Muchos sustratos Cu2+, Zn2+ Algunos enzimas de Fe (hemoproteínas) NADH, Coenzima Q

Funciones biológicas de algunos iones metálicos    Metal Función Sodio Transportador de carga, balance osmótico Potasio Transportador de carga, balance osmótico Magnesio Estructura, hidrolasa, isomerasa Calcio Estructura, disparador de señal, transportador de carga Hierro Oxidasa, transporte y almacenamiento de O2, transferencia de electrones, fijación de N2 Cobre Oxidasa, transporte de O2, transferencia de electrones Molibdeno Metabolismo de N y S, oxidasa Manganeso Fotosíntesis, estructura, lectinas, oxidasa Cobalto Oxidasa, transferencia de grupos alquilos Cinc Hidrolasa, deshidrogenasa, polimerasa Níquel Hidrogenasa, hidrolasa Vanadio No bien conocida. Fijación de dinitrógeno, oxidasa Wolframio Deshidrogenasa Cromo Desconocida. ¿Participación en la tolerancia a la glucosa?

Los Elementos y Moléculas de la Vida Losada, Vargas, Florencio y De la Rosa (1998-9) Editorial Rueda, Madrid