Anorganske tvari u biološkim procesima

Naziv kolegija

Anorganske tvari u biološkim procesima

ECTS

2.0

Status

Izborni kolegij

Izvedba nastave

P10/S10/PK5

Izvođači kolegija

prof. dr. sc. Jasna Lovrić, Voditelj predmeta
izv. prof. dr. sc. Blaženka Foretić, Suvoditelj predmeta
doc. dr. sc. Ivana Karmelić, Nastavnik
dr. sc. Vladimir Damjanović, Nastavnik
doc. dr. sc. Igor Picek, Nastavnik
izv. prof. dr. sc. Slavica Potočki, Nastavnik
dr. sc. Danijela Cvijanović, Nastavnik

Studiji na kojima se izvodi

Medicina

Opće napomene o predmetu i organizaciji nastave

U kurikulumu dodiplomskog studija sadržaji iz bioanorganske kemije su slabije zastupljeni, te se ovim predmetom želi nadopuniti znanja i razumijevanje biokemijskih procesa u koji su, na bilo koji način, uključene anorganske tvari.Bioanorganska kemija je interdisciplinarno područje koje uključuje: anorgansku kemiju, biokemiju, fiziologiju, biologiju, farmakologiju i toksikologiju, upravo će se na takav način, s različitih aspekata, studentima prezentirati uloga i sudbina anorganskih tvari u organizmu. Studenti će dobiti uvid u značaj anorganskih tvari, posebice metala i metaloida, u organizmu - pokazat će se uloga navedenih tvari u dijagnostici i terapiji


Struktura predmeta

1. Esencijalni elementi u biokemijskim procesima


- raspoloživost i udjeli elemenata u ljudskom organizmu (krvi, mišićima, kosturu, serumu, jetri), hrani i tlu


- biološka uloga elemenata u organizmu (građevna, nosači naboja, kiselo-bazna kataliza, aktivacija malih simetričnih molekule, signalizacija, različite specifične funkcije)


2. Kompleksni spojevi


- definicija kompleksnog spoja


- d-orbitale centralnog metalnog iona


- definicija liganda


- koordinativna veza


- podjela liganada prema dentatnosti (monodentatni, bidentatni, polidentatni i ambidentatni ligandi; primjeri)


- nomenklatura kompleksnih spojeva


- koordinacijski broj i pripadne geometrije kompleksnog spoja


- boja kompleksnih spojeva, cijepanje energetskog nivoa d-orbitala na primjeru oktaedarskog polja


- čimbenici koji utječu na boju kompleksnog spoja (oksidacijsko stanje metalnog iona, priroda vezanog liganda (spektrokemijski niz liganada), broj vezanih liganada i geometrija nastalog kompleksa)


3. Biološki značajni kompleksni spojevi


- metaloproteini 


- biološki značajni kompleksni spojevi s makrocikličkim ligandima 


- medicinska primjena kompleksnih spojeva


- antitumorsko djelovanje


- kelatirajući agensi kod trovanja teškim metalima


4. Metali i metaloidi života i smrti


- alkalijski, zemno-alkalijski i prijelazni metali u ljudskom organizmu


- primjena metala u medicini (litij, natrij, magnezij, barij, tehnecij) 


- toksičnost metala: olova, talija, kadmija, žive (porijeklo unosa u ljudi i mehanizam djelovanja)


- toksičnost metaloida: arsen (porijeklo unosa u ljudi i mehanizam djelovanja)


5. Metali i slobodni radikali


- uloga metala u oksidacijskom stresu – prooksidacijsko djelovanje


- uloga antioksidansa u organizmu – selen.


6. Kompleksni spojevi kobalta(III): vitamin B12


- otkriće, struktura i sinteza


- uloga u ljudskom metabolizmu


7. Vježba:


Kinetika i mehanizam katalitičkog djelovanja alkohol-dehidrogenaze – metaloenzima koji sadrži cink(II)


Min/max broj studenata: 20-25


Provjera znanja

Esej


Nastavno štivo

Nastvni materijali (dostupni na LMS-u)


Dopunska literatura:The biological chemistry of elements. The inorganic chemistry of life


J.J.R. Frausto da Silva, R.J.P.Williams; Oxford University press, Oxford, 2001


S.Ašperger: Kemijska kinetika i anorganski reakcijski mehanizmi, HAZU Zagreb, 1999. (poglavlja: Reakcije slobodnih radikala, Mehanizam


djelovanja vitamina B12, Kinetika i mehanizam reakcija metaloporfirina, Kemoterapija s metalo-organskim spojevima, Kaskadne molekule)


Plan