Bloque 1: Introducción
En este apartado se hace un recorrido general sobre los objetivos y programa de la Asignatura, de su relación con otras disciplinas y de las técnicas experimentales utilizadas para comprender los conocimientos que se expondrán en los capítulos siguientes.
Bloque 2: Química de la Coordinación
Teniendo en cuenta que la unión de los iones metálicos en los sistemas biológicos se puede considerar bajo el punto de vista de la Química de la Coordinación, se explicarán
los fundamentos más importantes de esta materia, como son las teorías del enlace en estos compuestos y sus propiedades magnéticas y espectroscópicas.
Bloque 3. Descriptiva de las biomoléculas conteniendo iones metálicos.
Es la parte principal y más extensa de la asignatura. En ella se describen principalmente las proteínas y enzimas que requieren algún ion metálico para su funcionamiento. Aunque se estudia los metales alcalinos y alcalinotérreos, el apartado más amplio se dedica a la bioquímica de los elementos de transición, sobre todo Fe, Cu, Mo y Zn:
-Para el Fe se estudiará el mecanismo del transporte de oxígeno por la hemoglobina y su participación en los procesos de transporte de electrones, como las proteínas hierro- azufre o los citocromos.
-Para el Cu se estudiarán los diferentes centros de este elemento que aparecen en las proteínas (proteínas azules de Cu, superóxido dismutasa, citocromo c oxidasa, ceruloplasmina, etc.) estudiando el mecanismo de su funcionamiento.
-Para el Mo se describirán en primer lugar las proteínas que contienen el Mo-cofactor, describiendo su centro activo y el mecanismo de las reacciones que catalizan. Incluyen principalmente oxotransferrasas como la xantina oxidasa o la DMSO reductasa. También se estudia el Fe-Mo-cofactor que aparece en la nitrogenasa.
-Para el Zn se estudiarán las proteínas en las que este elemento actúa como un ácido de Lewis, como pueden ser la anhidrasa carbónica, la fosfatasa alcalina, alcohol deshidrogenasa, etc.
Además de los elementos mencionados, se dedicará un tratado menos extenso a otros iones metálicos, como el Co (vitamina B12), Ni (ureasa e hidrogenasas) Mn (fotosíntesis), etc.
Bloque 4: Temas complementarios.
Finalmente se dedicarán unas lecciones a algunos aspectos de los iones metálicos no tratados en las lecciones anteriores:
-Interacción de los iones metálicos pesados con las biomoléculas, principalmente de los iones más tóxicos, como Cd, Pb, y Hg. También las posibilidades de separación de estos iones de los organismos mediante el uso de agentes quelatantes.
-Interacción de iones metálicos con los ácidos nucleicos y algunas de sus consecuencias. Estudio particular de la interacción con el cis-Pt y compuestos análogos.
-Biomineralización, que comprende el estudio de materiales inorgánicos biogénicos, sus funciones y mecanismos de control
Las prácticas de laboratorio consistirán en la síntesis y caracterización de compuestos de coordinación en los que intervengan iones metálicos presentes en los organismos vivos y ligandos relacionados con estos.
Se reproducirán algunos de los procesos que realizan los seres vivos, como puede ser la coordinación de oxígeno molecular por un complejo de Co, previamente preparado por el alumno, o también la preparación de algún compuesto modelo de alguna proteína, por ejemplo de Mo. En la preparación y caracterización de los compuestos se utilizarán técnicas de atmósfera inerte, técnicas espectroscópicas, etc.
