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Química Bioinorgánica del Hierro

Química Bioinorgánica del Hierro. Generalidades del Hierro. Generalidades del Hierro : Composición elemental en un humano de 70 Kgs. Generalidades del Hierro : Composición elemental en un humano de 70 Kgs. Hierro en el organismo. Transferencia de electrones. Transporte.

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Química Bioinorgánica del Hierro

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Presentation Transcript

  1. Química Bioinorgánica del Hierro

  2. Generalidades del Hierro

  3. Generalidades del Hierro: Composición elemental en un humano de 70 Kgs.

  4. Generalidades del Hierro: Composición elemental en un humano de 70 Kgs.

  5. Hierro en el organismo Transferencia de electrones Transporte Retención o acumulación

  6. Hierro en el organismo

  7. Hierro en el organismo Enterobactinaferrica Ferricromo Mioglobina Transferrina Hemoglobina Citocromo C

  8. Hierro en el organismo Lactoferrina Ferritin Enterobactina de Hierro

  9. Sideróforos: Quelantes transportadores de Fe Siderosphoros “portadores de hierro” 500 y 1000 Da (PM) Secretado por bacterias, levaduras y hongos Agentes quelantes específicos para el Fe3+ Const. de disociación del Fe, ~1022 y 1055 vs transferrina (1023) 1.1x10-36 = Fe(OH)3 1 x 10-19 =FeS

  10. Sideróforos: Quelantes transportadores de Fe Hidroxamatos (secretados por hongos) Catecolatos (bacterias) Aerobactina E.coli EnterobactinaBacillibactina El agente mas fuerte Para Hierro(III)

  11. Sideróforos: Quelantes transportadores de Fe Kf = 1x1051 Carrano, Carl J., and Kenneth N. Raymond (1979). «Ferric Ion SequesteringAgents. 2. KineticsandMechanismofIronRemovalFromTransferrin by EnterobactinandSyntheticTricatechols». J. Am. Chem. Soc. 101: pp. 5401–5404. doi:10.1021/ja00512a047.

  12. Sideróforos: Quelantes transportadores de Fe Fe-enterobactina

  13. Sideróforos: Quelantes transportadores de Fe Aerobactin Rhizoferrin Coprogen Desferricoprogen NeocoprogenI NeocoprogenII Ferrichrome FerrichromeA FerrichromeC Ferrichrysin Ferricrocin Ferrirubin Ferrirhodin Hexahydroferrirhodin Tetraglycylferrichrome Ferricromo

  14. Sideróforos: Microorganismos capatadores y transportadores de Fe Unión de un segundo hierro libre al sideroforo Unión de hierro libre al sideroforo Intercambio de Fe+3 receptor Liberación Translocación Fe-Sideroforo Cambio conformacional

  15. Ferricromos: mecanismo Receptor Sideroforo Fe+3 Entrada FUENTES DE HIERRO: Fe(OH)3, Transferrinas, Ferritina, etc. Porfirinas Bacterioferrinas Ferritina Apoproteinas Etc. Liberación Fe(III) Solubilización Secreción Reducción Desferrisideroforo Síntesis de Sideroforo

  16. Transferrinas: mecanismo para evitar disponibilidad de Fe para bacterias Fe: Kf = 1024 Cr+3 Al+3 Cu+2 Co+2 VO+2 Cd+2 …

  17. Transportadores de Fe: mecanismos de adquisicion Bacteria Sideroforo Fe-proteínas Célula 1 Liberación de sideroforos Fe+2 Fe+3 Lactoferrina 2 Fe+3 Fe+3 Fe+2 Fe+2 Fe+3 Transferrina 3 Recepción de Fe+3 Fe+2 Hemoglobina

  18. Almacenamiento de hierro El Fe debe encontrarse estable y no suceptible al ataque de la enorme cantidad de potenciales agentes complejantes. El Fe debe ser facil y rapidamente disponible, según sea el requerimiento del organismo. Las moleculas de ligando deben ser estables y sometidas a facil y estricto control biológico Máxima asociación de una cantidad de hierro por molecula de almacenamiento. Transferrina: 1g de hierro  500 g de proteína X

  19. Almacenamiento de hierro Ferritina y Hemosiderina Ubicación

  20. Almacenamiento de hierro Apoferritina Ferritina Fe+2 Fe+3 PM: 444.000 PM: 900.000 (FeO*OH)8(FeO*OPO3H2): Ferrihidrita FeO*Fe2O3: Magnetita Fe2O3: Hematita 4.500 atomos de hierro J. AM. CHEM. SOC. 2008, 130, 8062–8068

  21. Hierro con grupos hemo Anillo porfirinico Protoporfirina IX Hemoglobina, Mioglobina, Citocromos, Catalasas y Peroxidasas

  22. Hierro con grupos hemo Hemoglobina PM: 64.500 Mioglobina PM: 17.800 Transporte Acumulación

  23. Hierro alto spin Hierro bajo spin

  24. Hemoglobina y Mioglobina 02 Hb-02 Mb-02 Mb-02 C02 C02 Hb-C02 C02 KMb/O = [MbO] [Mb][O2]

  25. Hemoglobina y Mioglobina pH = 6.8 CO2 + H2O CO3H- + H+

  26. Hemoglobina y Mioglobina (t2g)4(eg)2 (t2g)6(eg)0 O O

  27. Hemoglobina y Mioglobina Fe+2 – O2 Fe+2 Fe+3-H2O

  28. Hemoglobina y Mioglobina Sin Mioglobina Mioglobina

  29. Citocromos: Transferencia de electrones 600 nm 560 nm 550 nm PM: 12.000 Fe(II) / Fe(III) Fijacion de Nitrogeno Fotosintesis

  30. Citocromo C: Transferencia de electrones CH2-CH2-S-CH2 CH2-CH3 S CH3 CH2-CH2-S-CH2 Fe(II) / Fe(III) Bajo spin

  31. Citocromo C: Transferencia de electrones A H B G C Insercion de Oxigeno: proteccion de comp.Hidrofobicos: esteroides, drogas y pesticidas. F D E

  32. Hemoproteinas: Peroxidasas y Catalasas O2 + 4H+ + 4e- 2H2O O2 O2- O-22 2O2- H2O2 + RH 2H2O + R Peroxidasas H2O2 + H2O2 2H2O + O2 Catalasas Fe (IV) Ácidos grasos, aminas y fenoles

  33. Hemoproteinas: Peroxidasas Vegetales: Protoporfirina IX + Fe(III) Peroxidasa de rabano PM 40.000 Haloperoxidasas: R-H + H2O2 + X- + H+ R-X + 2H2O

  34. Hemoproteinas: Catalasa Catalasa PM 240.000

  35. Fin clase. 2012

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