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 explicaran los fundamentos mas importantes de esta materia, como son las teorías del enlace en estos compuestos y sus propiedades magnéticas y espectroscópicas. Teniendo en cuenta que esta parte de la Química Inorgánica se ve con poca profundidad en la asignatura de primer curso, se hace necesario un recordatorio y una mayor profundización en los contenidos de esta materia, imprescindible para comprender el comportamiento de los iones metálicos en los procesos que transcurren en los seres vivos..
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 estudian los metales alcalinos y alcalinotérreos, el apartado mas amplio se dedica a la bioquímica de los elementos de transición, sobre todo Fe, Cu, Mo y Zn:
- Para el Fe se estudiara el mecanismo del transporte de oxigeno por la hemoglobina y su participación en los procesos de transporte de electrones, como las
proteínas hierro-azufre o los citocromos, además de la cadena transportadora de electrones en el proceso de fosforilación oxidativa de la mitocondria.
- Para el Cu se estudiaran 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 oxotransferasas como la xantina oxidasa o la DMSO reductasa. También se estudia el Fe-Mo-cofactor que aparece en la nitrogenasa.
- Para el Zn se estudiaran las proteínas en las que este elemento actúa como un acido de Lewis, como pueden ser la anhidrasa carbonica, la fosfatasa alcalina, la 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 dedicaran 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 mas tóxicos, como Cd, Pb, y Hg. También las posibilidades de separación 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.
En las practicas se reproducirán algunos de los procesos que realizan los seres vivos, como pueda ser la coordinación de oxigeno 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 utilizaran técnicas de atmósfera inerte, técnicas espectroscópicas, etc.
