应用生物无机化学

摘 要：鉴于生物无机化学在生命的探索过程中所显现出的非凡作用,因而一直以来都受到了即为广泛的关注.本文从生物无机化学的概念着手,对生物无机化学的主要研究内容进行介绍,后就其在某些重要领域中的应用进行探讨.

关 键 词：生物无机化学应用研究

一、生物无机化学的概念

生物无机化学的概念如下：生物无机化学作为自然科学其中一个分支,主要内容是就生物体内的生命元素之间所产生的化学反应进行探讨.此学科的主要任务为于分子水平上,对金属同生物配体间的相互作用进行研究.”

二、生物无机化学的主要研究内容

下面从六个方面对我国生物无机化学的研究现状进行介绍：

1.无机物对生物大分子的作用

此方面主要指的是金属离子以及配合物等对生物体内的蛋白质以及核酸等的作用.对金属配合物同核酸间相互作用进行研究对分子水平上进行生命现象本质的探索十分有利,同时为科学设计并寻找高效无副作用的治疗药物提供了一条有效的途径.

2.无机药物相关研究

当前,无机药物领域中发展较迅速的一个研究方向是对顺铂类抗癌药物的研究,但由于此类药物的抗癌谱较窄、毒副作用相对较大以及耐药性明显等的缺点,因而需对其进行螯合配位等的方式变化、多功能化等分子设计方法合成出高效的抗肿瘤配合物.研究显示,科学的分子设计方法能够使得铂类配合物同核酸分子间的结合方式发生改变,使其抗癌谱得以改变,可使其毒性得以有效降低.

3.金属蛋白质及其酶类

众所周知,蛋白质是生物的物质基础,而作为占蛋白质三分之一的金属蛋白质,其作用范围相当广泛,如电子传递、物质及其能量的代谢、内稳态的调节、氧化应激、基因调控、信号的转导以及药物等的代谢等多个方面.对此方向的研究可将金属中心结构同功能关系、金属蛋白所具有的生物学调控机制、结构及功能改变同疾病之间的关系等进行揭示,有利于从分子水平上对人类相关疾病的发病机制进行阐释,为防治疾病以及新药的设计都提供了一条有效的途径.

4.仿生材料相关研究

研究仿生材料可以使人们对自然的认识及学习同对其的利用和超越进行良好的结合.科学界对仿生合成越来越关注,而仿生合成其中的一个方面即为生物矿化研究,即通过对骨组织进行学习和模仿,进行结构及功能仿生的人工修复材料的研制,此领域也相当热门.

5.环境生物无机化学领域

此领域的研究多集中于以生物酶类作为催化剂来进行无污染新型燃料的合成及其对污染物的处理等方面.其中,氢化酶为微生物体内所发现的一类金属酶,其具有高效的制氢功能,科学家试图根据此功能实现温和条件下将水还原为氢气作为燃料来解决全球所面临的能源危机以及环境污染等的问题.

6.生物无机化学的理论研究

此研究领域主要是通过进行理论计算对生物体内的特定化合物的几何构型、谱学特征、反应活性及其电子结构等进行预测,同时对其生物作用机理进行揭示,进而对实验研究进行指导.

三、生物无机化学在我国医药领域中的应用

1.临床药用

生物无机化学在医学临床中的应用主要体现在根据其原理对生命元素种类及数量进行研究,进而提出具有药用作用的金属配合物.如,不少科学家正在研究金属奶粉以及更多的能够有效除去人体有毒金属的一些解毒剂,即称为药用配体.

2.对我国中药治病机理的揭示

中药是指以传统中医理论的指导下,用来预防以及治疗疾病的物质.但由于中药的有效成分复杂,因此目前仍无有说服力的科学理论对其致病机理进行解释.从生物无机化学角度对中药的致病机理进行研究,似乎为其带来了一丝曙光.从生物无机化学来看,若人体内缺乏某种生物金属或配体时,就无法正常发挥其生理功能,也就导致了疾病的发生.而中药正由于其含有人体所必须的那部分生物金属及其配体,因此中药可以对多种疾病进行治疗.也就是说,中药能够治病的实质即为生物金属同生物配体间所发生的相互作用.当然,使用生物无机化学对中药治病机理进行研究仍有很长的一段路要走.

3.生物无机化学为中药提供了可靠的物质基础论据

由于中药多为植物药,且中药治病的理论依据建立在此结论之上：人体中所存在的基本元素同植物体内的大体相同.而生物无机化学证明了此结论的正确性,因此为中药作用机理提供了物质基础论据.

4.生物无机化学还为中药体内的有效活性成分的研究提供技术手段支持生物无机化学所具有的实验手段如红外光谱、核磁共振谱以及光谱仪等都为中药中有效成分的定性和定量提供了技术支持.

四、结语

总之,生物无机化学对我国中药领域的发展至关重要,相信随着生物无机化学的迅速发展,我国拥有两千年多年历史的中药学定然能够得到充实和完善,中药所带来的福祉定能使更多的人受益.