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Bioanorganische Chemie

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Humanhämoglobin
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Die bioanorganische Chemie befasst sich mit der Funktion „anorganischer” Elemente in „belebter” Umgebung. Dies lässt sich am Beispiel des roten Blutfarbstoffs Hämoglobin (Hb) verdeutlichen, der in Warmblütern wie z. B. dem Menschen als Sauerstofftransporter fungiert.
Essentiell für seine Funktion ist die Tatsache, dass es sich um eine Koordinationsverbindung mit zweiwertigem Eisenion handelt („anorganisch-chemischer Aspekt”), welches reversibel Disauerstoff binden kann. Hierbei sind Häm-Ligand und Proteinhülle („organisch-chemischer bzw. biochemischer Aspekt”) zunächst „nur” Koordinationsumgebung, die dem Eisenion in erster Sphäre Stickstoffdonoratome zur Verfügung stellt. Bei genauerer Betrachtung ist der Aufbau der Proteinhülle allerdings von besonderer Wichtigkeit, da sie z. B. die irreversible Reaktion von Eisen(II) mit Disauerstoff – unter Bildung von Oxidoeisen(III)-Komplexen – verhindert und eine besonders effiziente O2-Bindung gewährleistet.

Zur Domäne der bioanorganischen Chemie gehören grundsätzlich auch nichtmetallische Elemente (wie z. B. Phosphor, Schwefel, Chlor), doch stehen Metalloproteine, Metalloenzyme und Metallkomplexe sicherlich im Vordergrund.

Die gegenwärtige Forschung deckt ein breites Spektrum ab, von der Modellierung aktiver Enzymzentren hinsichtlich Struktur oder Funktion über den Einsatz von Metallkomplexen in Krankheitsdiagnose und -therapie bis hin zu „künstlicher” Photosynthese und Biomineralisation.

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