2022农学考研生物化学基础知识点:无机生物元素
(一)利用过渡元素的配位能力
过渡元素具有空轨道,能与具有孤对电子的原子以配位键结合。不同过渡元素有不同的配位数,可形成各种配位结构,如三角形,四面体,六面体等。过渡元素的络和效应在形成并稳定生物分子的构象中,具有特别重要的意义。
过渡元素对电子的吸引作用,还可导致配体分子的共价键发生极化,这对酶的催化很有用。已发现三分之一以上的酶含有金属元素,其中仅含锌酶就有百余种。
铁和铜等多价金属离子还可作为氧化还原载体,担负传递电子的作用。在光系统II中,四个锰原子构成一个电荷累积器,可以累积失去四个电子,从而一次氧化两分子水,释放出一分子氧,避免有害中间产物的形成。细胞色素氧化酶中的铁-铜中心也有类似功能。
(二)利用常量离子的电化学效应
K等常量离子,在生物体的体液中含量较高,具有电化学效应。它们在保持体液的渗透压,酸碱平衡,形成膜电位及稳定生物大分子的胶体状态等方面有重要意义。
各种生物元素对生命过程都有不可替代的作用,需保持其代谢平衡。
氟是骨骼和牙釉的成分,以氟磷灰石的形式存在,可使骨晶体变大,坚硬并抗酸腐蚀。所以在饮食中添加氟可以预防龋齿。氟还可以治疗骨质疏松症。但当水中氟含量达到每升2毫克时,会引起斑齿,牙釉无光,粉白色,严重时可产生洞穴。氟是烯醇化酶的抑制剂,又是腺苷酸环化酶的激活剂。
硒缺乏是克山病的病因之一,而硒过多也可引起疾病,如亚硒酸盐可引起白内障。
糖耐受因子(GTF)可以促使胰岛素与受体结合,而铬可以使烟酸、甘氨酸、谷氨酸、半胱氨酸等与GTF络合。
某些非生物元素进入体内,能干扰生物元素的正常功能,从而表现出毒性作用。如镉能置换锌,使含锌酶失活,从而使人中毒。某些非生物元素对人体有益,如有机锗可激活小鼠腹腔巨嗜细胞,后者介导肿瘤细胞毒和抗原提呈作用,从而发挥免疫监视、防御和抗肿瘤作用。