Chimie bioinorganique 1471209 30567169 2008-06-12T10:00:23Z Thijs!bot 105469 robot Ajoute: [[nl:Bioanorganische chemie]] La '''chimie bioinorganique''' (ou '''biochimie minérale''') est une spécialité scientifique à l'interface [[chimie]]-[[biologie]], se situant plus précisément entre la [[biochimie]] et la [[chimie inorganique]] (chimie des [[métal|éléments métalliques]]). Elle s'interesse aux [[espèce chimique|espèces chimiques]] contenant des atomes métalliques dans les systèmes biologiques. La chimie bioinorganique s'intéresse également à la [[synthèse chimique|synthèse]] de [[complexe_(chimie)|complexes]] artificiels pour comprendre le fonctionnement des systèmes biologiques, voire pour en reproduire l'activité (on parle dans ce cas de ''chimie biomimétique''). [[Image:SODsite.gif|thumb|Un site actif d'une [[métalloprotéine]] : la [[superoxyde dismutase|Mn-SOD]] [[mitochondrie|mitochondriale]] humaine montrant la [[complexe_(chimie)|complexation]] des [[acide aminé|acides aminés]] au [[manganèse]] ]] ==Exemples historiques== [[Paul Ehrlich]] a utilisé des composés de l'[[arsenic]] pour le traitement de la [[syphilis]], démontrant la pertinence d'utiliser des [[métal|éléments métalliques]] (en l'occurrence, l'arsenic est un [[métalloïde]]) en médecine. Cette stratègie porta ses fruits avec la découverte de l'activité [[cancer|anti-cancereuse]] du [[cisplatine]] (cis-PtCl<sub>2</sub>(NH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>). La première protéine à avoir été cristallisée a été l'[[uréase]]. Il a été montré par la suite que cette protéine contenait du [[nickel]] au site actif. [[Dorothy Crowfoot Hodgkin]] a montre [[cristallographie|cristallographiquement]] que la [[Cyanocobalamine|Vitamine B<sub>12</sub>]] contenait un complexe [[macrocycle|macrocyclique]] de [[cobalt]]. La [[découverte de la structure de l'ADN]] par Watson et Crick a montrée le rôle structurant des unités [[phosphate]]s sous forme polymérique. ==Les métaux en biologie et en médecine== La chimie bioinorganique s'intéresse à divers systèmes distincts. Ces domaines incluent le transport et le stockage des ions métalliques, les [[hydrolase|métalloenzymes hydrolytiques]], les métalloprotéines à [[transfert d'électron]]s, les métalloprotéines servant au transport et à l'activation du [[dioxygène]] ainsi que des systèmes bioorganométalliques (avec une liaison métal-[[carbone]]). La chimie bioinorganique s'intéresse aussi à l'étude de la dynamique des [[cations]] métalliques dans les systèmes biologiques et à la conception de médicaments à base d'éléments métalliques. ===Transport et stockage des ions métalliques=== Le transport et stockage des ions métalliques s'interesse aux [[canal ionique|canaux ioniques]], pompes ioniques (par exemple la [[NaKATPase]]) et aux autres protéines ou petites molécules (tels que les [[sidérophore]]s) dont le but est de contrôler la concentration de cations métalliques dans les cellules. ===Métalloenzymes hydrolytiques=== Les métalloenzymes hydrolytiques incluent des protéines qui [[catalyseur|catalysent]] les [[réaction chimique|réactions]] d'[[hydrolyse]]. Dans le cycle catalytique de ces enzymes l'eau joue le rôle de [[ligand (chimie)|ligand]] pour le cation métallique dans certains intermédiaires. Des exemples de cette classe de protéines sont l'[[anhydrase carbonique]], les [[métallophosphatase]]s et les [[métalloprotéinase]]s (telles que la [[carboxypeptidase]]). ===Métalloprotéines à transfert d'électrons=== Les métalloprotéines à [[transfert d'électron]]s consistent en 3 classes majeures * protéines contenant des [[cluster fer-soufre|clusters fer-soufre]] telles que la [[rubrédoxin]]s, la [[ferrédoxine]]s, [[protéine de Rieske]], et les [[aconitase]]s. * les [[protéine à cuivre|protéines à cuivre]] bleu. * les [[cytochrome]]s Ces protéines sont complementaires à des transporteurs d'électrons non métalliques tels que la [[nicotinamide adénine dinucléotide]] (NAD) et la [[flavine adénine dinucléotide]] (FAD). ===Métalloprotéines de transport et d'activation du dioxygène=== Les métalloprotéines de transport et d'activation du [[dioxygène]] utilisent des éléments métalliques tels que le [[fer]], le [[cuivre]] ou le manganèse. L'[[hème]] est utilisé par les [[globule rouge|globules rouges]] au sein de l'hémoglobine. D'autres métalloprotéines servant au transport de l'oxygène sont la [[myoglobine]], l'[[hémocyanine]], et l'[[hémérythrine]]. Les [[oxydase]]s et les [[oxygénase]]s sont trouvés dans la majorité des organismes vivants pour utiliser le [[dioxygène]] pour réaliser des fonctions importantes telles que le dégagement d'[[énergie]] dans avec la [[cytochrome c oxidase]] ou l'oxydation de petites molécules avec le système [[cytochrome P450 oxidase]]/[[cytochrome P450]] ou la [[méthane monooxygénase]]. D'autres métalloprotéines sont destinées à protéger les organismes vivants contre le [[stress oxydant]]. Ces systèmes incluent les [[peroxydase]]s, [[catalase]]s et [[superoxyde dismutase]]s. Dans le cadre de la [[photosynthèse]] un site actif composé de 4 ions de manganèse sert à l'[[oxydation]] de l'eau. ===Systèmes bioorganométalliques=== Les systèmes bioorganométalliques tels que les [[hydrogénase]]s et la méthyl-[[cobalamine]] sont des exemples biologiques de [[chimie organométallique]]. ===Métabolisme de l'azote=== Le [[métabolisme]] de l'[[azote]] utilise des éléments métalliques. La [[nitrogénase]] (enzyme à [[molybdène]] et fer) est associée au [[métabolisme]] de l'[[azote]]. Plus récemment l'importance [[cardiovasculaire]] et [[neurone|neuronale]] du [[monoxyde d'azote]] (NO) a été découverte. NO est produit par la [[NO synthase]], une protéine contenant un groupement hème. ===Dynamique des cations métalliques dans les systèmes biologiques=== Diverses maladies, comme la [[maladie de Wilson]] sont dus à un dysfonctionnement de l'[[homéostasie]] des cations métalliques. Dans le cas de la maladie de Wilson, il s'agit du [[Cuivre|Cu]](II). ===Médicaments à base d'éléments métalliques=== Les exemples les plus connus de médicaments à base d'éléments métalliques sont le [[cisplatine]] , dans le cadre de la thérapie du [[cancer]] et les [[agent de contraste|agents de contraste]] à base de [[gadolinium|Gd]](III) pour l'[[Imagerie par résonance magnétique|IRM]]. == Liens externes == * '''(en)''' [http://www.sbichem.org/ The Society of Biological Inorganic Chemistry (SBIC)'s home page] ==Bibliographie== * {{en}} Ivano Bertini, Harry B. Gray, Edward I. Stiefel, Joan Selverstone Valentine, ''Biological Inorganic Chemistry'', University Science Books, 2007, ISBN 1-891389-43-2 * {{en}} Rosette M. Roat-Malone, ''Bioinorganic Chemistry : A Short Course'', [[John Wiley & Sons|Wiley-Interscience]], 2002, ISBN 0-471-15976-X * {{fr}} Stephen J. Lippard, Jeremy M. Berg, '' Principes de biochimie minérale'', De Boeck-Wesmael, 1997, ISBN 2-8041-2517-3 * {{en}} Wolfgang Kaim, Brigitte Schwederski "Bioinorganic Chemistry: Inorganic Elements in the Chemistry of Life." John Wiley and Sons, 1994, ISBN 0-471-94369-X * {{en}} Lawrence Que, Jr., ed., ''Physical Methods in Bioinorganic Chemistry'', University Science Books, 2000, ISBN 1-891389-02-5 * {{en}} J.J.R. Fraústo da Silva and R.J.P. Williams, ''The biological chemistry of the elements: The inorganic chemistry of life'', 2nd Edition, [[Oxford University Press]], 2001, ISBN 0-19-850848-4 * {{en}} Ivano Bertini, Harry B. Gray, Edward I. Stiefel, Joan Selverstone Valentine, ''Biological Inorganic Chemistry'', University Science Books, 2007, ISBN 1-891389-43-2 {{Portail|chimie|biochimie}} {{Chimie (branches)}} [[Catégorie:Biochimie]] [[Catégorie:Chimie inorganique]] [[ca:Química bioinorgànica]] [[de:Bioanorganische Chemie]] [[en:Bioinorganic chemistry]] [[hu:Bioszervetlen kémia]] [[it:Chimica bioinorganica]] [[ja:生物無機化学]] [[nl:Bioanorganische chemie]] [[pt:Química Bioinorgânica]] [[zh:生物无机化学]]