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Metalle in der Biochemie
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Metalle in der Biochemie
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Metalle in der Biochemie
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Metalle in der Biochemie
Metall
Bestand im Körper
[g/kg]
Ca
10 – 20
K
2 – 2.5
Na
1 – 1.5
Mg
0.4 – 0.5
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Physiologisch wichtige Hauptgruppenmetalle im PSE
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Übergansmetalle in der Biochemie
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Übergangselemente im PSE
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Alle Elemente sind Metalle
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Elektronen werden in dOrbitale der nicht äußersten
Schale eingebaut
•
Die wichtigsten Vertreter:
Eisen
Kupfer
Molybdän
Zink
Mangan
Cobalt
Chrom
Vanadium
Nickel
•
Manche sind (auch) wegen
ihrer Toxizität wichtig:
Quecksilber
Chrom
Besonderheiten der Übergangsmetealle
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Spurenelemente
Viele Spurenelemente sind Übergangsmetalle:
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Vorkommen im Körper
Metall
Bestand im Körper
Vorkommen, Beispiel
Fe
4–5g
Hämoglobin (2 – 3 g), Myoglobin
Fe/S-Zentren
Cu
80 – 100 mg
Oxidasen (Superoxiddismutase)
Mn
10 – 40 mg
Enzyme (Superoxiddismutase)
Mo
8 – 10 mg
Flavoenzyme (Xanthinoxidase)
Cd
~ 30 mg*
Keine Enzyme bekannt, gebunden an Metallothioneine
Cr
6 – 12 mg
Nicht bekannt, wichtig für Glucosemetabolismus
Zn
2 -4 mg
300 Enzyme bekannt
Co
1 – 2 mg
Vitamin B12
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Metallionen und Proteine
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Anwendungen von Metallkomplexen
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Die Abbildung zeigt den Komplexbildner EDTA
(Ethylendiaminetetraacetat)
EDTA besitzt 6 Komplexbindungsstellen und ist ein
Chelat-Bildner
Es wird in Waschmitteln eingesetzt, um Kalk zu
binden (Ca2+), im Labor verwendet man es, um
störende Metallionen unschädlich zu machen, in der
Medizin dient es als Koagulationshemmer, da es für
die Gerinnung nötige Ca2+-Ionen bindet (EDTAPlasma)
Neben ionischen Wechselwirkungen ist die
Komplexbindung (koordinative Bindung) wichtig für
die Wechselwirkung von Metallionen und Proteinen
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Anwendungen von Metallkomplexen
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Die Komplexbildung von Metallionen
findet im Praktikumsbeispiel Fe/CuBestimmung Anwendung
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Die Komplexbildung von Metallionen (Cu+)
durch Proteine u.a. Komplexbildner findet
in der quantitativen Proteinbestimmung
Anwendung
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C
C
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Komplexe von Übergangsmetallen finden
pharmazeutische Anwendung
(Tumorbehandlung)
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Cu+
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Metallionen und Proteine
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Ionische Wechselwirkungen mit polaren Aminosäuren
z.B. Glutamat, Aspartat
•
Komplexe mit Liganden
z.B. Histidin, Cystein, Tyrosin
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Beispiele für Metallionen und Proteine
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