Біонерганічна хімія

Дисципліна – Біонерганічна хімія
Викладач – к.т.н., доцент Хацевич О.М.
Дисципліна викладається для студентів-бакалаврів спеціальності 102 – Хімія.
Форма контролю – залік.
Навантаження – 32 год. лекційних, 32 год. лабораторних, 116 год. самостійна робота.
Мета курсу: систематизація, поглиблення, розширення знань про біогенні елементи, їх комплексоутворюючу здатність, роль в живих організмах; утворенні та руйнуванні комплексних сполук, підтриманні металолігандного балансу; встановлення залежності властивостей речовин від їх будови; узагальнення знань про хімічний зв’язок і типи хімічних реакцій, що протікають в живих організмах, участі сполук біогенних елементів в біохімічних процесах.
Модульний контроль: дві модульні контрольні роботи і реферат.
Тема 1. Вступ. Предмет і завдання біонеорганічної хімії. Розповсюдження біоелементів у природі. Вчення В.І. Вернадського про біосферу.
Тема 2. Короткий огляд біологічної ролі найважливіших неметалів (С, О, S, P, N, H, галогени та інші неметали).
Тема 3. Біоліганди, їх класифікація. Донорні групи в складі амінокислот та поліпептидів. Будова поліпептидів. Білки, вуглеводи, ліпіди як біоліганди.
Тема 4. Нуклеотиди, нуклеїнові кислоти. Фосфоліпіди. Низькомолекулярні біоліганди. Найважливіші типи біокомплексів. Загальна характеристика біокомплексів, їх класифікація.
Тема 5. Електронна будова молекули кисню. Координаційні сполуки, що моделюють траспорт кисню. Комплекси металів з координованим киснем. Продукти відновлення молекулярного кисню, механізми нейтралізації їх токсичної дії в живих системах. Гемоглобін та міоглобін.
Тема 6. Роль та значення води в біосистемах. Сучасні уявлення про структуру води та льоду.
Тема 7. Біометали в періодичній системі елементів. Будова атомів біоелементів. Біометали – s та d – елементи.
Тема 8. Загальна характеристика будови координаційних сполук біометалів з біолігандами. Основні положення теорії кристалічного поля та теорії поля лігандів, їх використання в біонеорганічній хімії.
Тема 9. Класифікація ферментів. Типи металоферментів, їх структурна та функціональна класифікація. Уявлення про механізм дії металоферментів. Роль металоферментів у біохімічних реакціях гідролізу та переносу.
Тема 10. Комплекси лужних металів – іонофори. Сидерохроми – транспортні форми ферум – йону. Комплекси з порфірином та його аналогами. Хлорофіл. Біокомплекси кластерного типу.
Тема 11. Використання сполук біометалів у медицині. Токсична дія металів.
Метали-зонди в біохімічних дослідженнях. Нові лікарські препарати на основі комплексів металів та комплексоутворюючих агентів. Протипухлинні властивості комплексних сполук платини. Детоксиканти вибіркової дії. Неорганічні біоматеріали в медицині.
Тема 12. Використання принципів біонеорганічної хімії для запобігання забрудненню навколишнього середовища токсичними елементами та їх сполуками.
Рекомендована література:
1. Загальна та біонеорганічна хімія / О.І. Карнаухов, Д.О. Мельничук, К.О. Чеботько, В.А. Копілевич // – Вінниця: Нова книга, 2003. -544с.
2. Карнаухов А.И., Безнис А.Т. Бионеорганическая химия. – К.: Высшая школа, 1992. -223 с.
3. Яцимирский К.Б. Введение в бионеорганическую химию. – К.: Наук. Думка, 1976. -143 с.
4. Литвинова Т.Н., Н.К. Выскубова, Л.В. Ненашева
Биогенные элементы. Комплексные соединения: учеб.-ме-
тод. пособ. / под ред. проф. Т.Н. Литвиновой — Ростов на Дону :
Феникс, 2009. — 283 с.
5. Практикум по общей химии. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов / А.В. Бабков, В.А. Попков, С.А. Пузаков, Л.И. Трофимова. – М.: Высшая школа., 2001. – 237 с.
6. Логинова Н.В. Металлокомплексы в медицине: от дизайна к химиотерапии и диагностике. – Мн.: БГУ, 2006. – 203 с.