Quimica Bioinorganica Del Cobalto Y Vitamina B12
Páginas: 8 (1754 palabras)
Publicado: 14 de abril de 2011
Universidad de Santiago de Chile
Facultad de Química y Biología
Bioquímica
Química Bioinorgánica Vitamina y Coenzima B-12
Cristian Andrade Madrigal
Profesor: Dr. Sergio Moya
Introducción
La química bioinorgánica del cobalto es muy interesante y peculiar ya que solo posee una única e importante función biológica, pero antes de centrarnos directamente en este tema, esrecomendable que nos detengamos un momento a pensar que es la química bioinorgánica. En principio este término parece ser incorrecto o contradictorio debido a que la biología se define como el estudio de lo vivo e inorgánico es lo que carece de vida. Por lo cual definiremos la química bioinorgánica como la ciencia que trata el estudio de la reactividad química de los elementos y compuestos inorgánicos enlos sistemas biológicos. Incorrectamente la biología se asocia sólo con la química orgánica debido a la predominancia de los elementos carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, lo que creó la idea errónea de que sólo los compuestos orgánicos son esenciales para los seres vivos y que los elementos y compuestos inorgánicos no participan en los procesos vitales. Sin embargo, al menos 20 elementosinorgánicos están involucrados en la mayoría de los procesos biológicos.
La única función biológica conocida del cobalto es su participación en la coenzima B 12 y sus derivados (vitamina B12), un cofactor enzimático que participa en una gran cantidad de reacciones enzimáticas en las cuales se generan radicales orgánicos utilizando reacciones de transferencia de grupos. Esta coenzima es uno de loscomplejos de coordinación naturales más complicados que existen y la razón que lo hace tan especial es la presencia de la unión metal-carbono, esto lo convierte en uno de los pocos sino el único complejo organometálico natural.
Antecedentes Generales
El cobalto es un elemento de transición que está ubicado entre el hierro y el níquel en la tabla periódica. El cual tiene dos estados deoxidación naturales Co (II) y Co (III), pero también puede exhibir estado de oxidación Co (I) en los complejos coordinados de las coenzimas B12.
La coenzima B12 es una molécula de mediano tamaño (peso molecular de 1350 aprox.), la presencia de cobalto en esta coenzima es extraordinaria debido a la reducida abundancia de este metal en la corteza terrestre y en el agua de mar, que sólo es superada porcadmio y wolframio en los elementos esenciales trazas. Aunque el cobalto es encontrado con menor frecuencia en metaloproteínas que los elementos de la primera serie de transición, es un importante cofactor de las enzimas dependientes de la vitamina B12.
Los compuestos organometálicos con cobalto presentan un ligando único que sólo es usado por esta enzima. Este ligando es la corrina, que posee unaestructura semejante a la de la porfina.
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Figura 1. Estructura de los anillos de corrina y porfina.
La porfina es un ligando muy particular que está diseñado para captar este elemento poco abundante, y separarlo de los otros metales, además de crear un complejo con propiedades muy especiales para el cobalto. Una de las propiedades másimportantes de este complejo son; 1)Genera una química de bajo espín sobre el centro metálico; 2)Induce el desarrollo de potenciales redox Co(II)/Co(III) y Co(I)/Co(II) cercanos al potencial redox de H2/2H+, lo que produce que el Co(III) sea estable en condiciones débilmente oxidantes, permitiendo su transporte y manteniendo la estabilidad del complejo organometálico; 3)Presenta geometría prácticamenteplanar, por lo que genera un campo muy fuerte en ese plano y por ende la quinta y sexta posición son muy reactivas.
La actividad de la coenzima B12 es producto de la presencia de Co(II) de bajo espín que genera una configuración electrónica d7, que tiene el orbital dz2 localizado perpendicularmente a la corrina y está ocupado por un sólo electrón. Dicha situación provoca el siguiente...
Facultad de Química y Biología
Bioquímica
Química Bioinorgánica Vitamina y Coenzima B-12
Cristian Andrade Madrigal
Profesor: Dr. Sergio Moya
Introducción
La química bioinorgánica del cobalto es muy interesante y peculiar ya que solo posee una única e importante función biológica, pero antes de centrarnos directamente en este tema, esrecomendable que nos detengamos un momento a pensar que es la química bioinorgánica. En principio este término parece ser incorrecto o contradictorio debido a que la biología se define como el estudio de lo vivo e inorgánico es lo que carece de vida. Por lo cual definiremos la química bioinorgánica como la ciencia que trata el estudio de la reactividad química de los elementos y compuestos inorgánicos enlos sistemas biológicos. Incorrectamente la biología se asocia sólo con la química orgánica debido a la predominancia de los elementos carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno, lo que creó la idea errónea de que sólo los compuestos orgánicos son esenciales para los seres vivos y que los elementos y compuestos inorgánicos no participan en los procesos vitales. Sin embargo, al menos 20 elementosinorgánicos están involucrados en la mayoría de los procesos biológicos.
La única función biológica conocida del cobalto es su participación en la coenzima B 12 y sus derivados (vitamina B12), un cofactor enzimático que participa en una gran cantidad de reacciones enzimáticas en las cuales se generan radicales orgánicos utilizando reacciones de transferencia de grupos. Esta coenzima es uno de loscomplejos de coordinación naturales más complicados que existen y la razón que lo hace tan especial es la presencia de la unión metal-carbono, esto lo convierte en uno de los pocos sino el único complejo organometálico natural.
Antecedentes Generales
El cobalto es un elemento de transición que está ubicado entre el hierro y el níquel en la tabla periódica. El cual tiene dos estados deoxidación naturales Co (II) y Co (III), pero también puede exhibir estado de oxidación Co (I) en los complejos coordinados de las coenzimas B12.
La coenzima B12 es una molécula de mediano tamaño (peso molecular de 1350 aprox.), la presencia de cobalto en esta coenzima es extraordinaria debido a la reducida abundancia de este metal en la corteza terrestre y en el agua de mar, que sólo es superada porcadmio y wolframio en los elementos esenciales trazas. Aunque el cobalto es encontrado con menor frecuencia en metaloproteínas que los elementos de la primera serie de transición, es un importante cofactor de las enzimas dependientes de la vitamina B12.
Los compuestos organometálicos con cobalto presentan un ligando único que sólo es usado por esta enzima. Este ligando es la corrina, que posee unaestructura semejante a la de la porfina.
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Figura 1. Estructura de los anillos de corrina y porfina.
La porfina es un ligando muy particular que está diseñado para captar este elemento poco abundante, y separarlo de los otros metales, además de crear un complejo con propiedades muy especiales para el cobalto. Una de las propiedades másimportantes de este complejo son; 1)Genera una química de bajo espín sobre el centro metálico; 2)Induce el desarrollo de potenciales redox Co(II)/Co(III) y Co(I)/Co(II) cercanos al potencial redox de H2/2H+, lo que produce que el Co(III) sea estable en condiciones débilmente oxidantes, permitiendo su transporte y manteniendo la estabilidad del complejo organometálico; 3)Presenta geometría prácticamenteplanar, por lo que genera un campo muy fuerte en ese plano y por ende la quinta y sexta posición son muy reactivas.
La actividad de la coenzima B12 es producto de la presencia de Co(II) de bajo espín que genera una configuración electrónica d7, que tiene el orbital dz2 localizado perpendicularmente a la corrina y está ocupado por un sólo electrón. Dicha situación provoca el siguiente...
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