В т. 1 кратко обсуждены основные положения химии координационных соединений, устойчивость комплексов и методы определения их структуры. Рассмотрены комплексы металлов с белками, их роль в жизненно важных процессах и отдельные представители класса металлопротеинов. Дан обзор металлоферментов, их структур и механизмов, посредством которых ионы металлов участвуют в ферментативной активности.
Книга предназначена как для исследователей, непосредственно работающих в области бионеорганической химии, так и для представителей смежных областей — химиков-органиков, физико-хими-ков, биохимиков, медиков.
ПРЕДИСЛОВИЕ РЕДАКТОРОВ ПЕРЕВОДА
Предлагаемая вниманию читателей книга представляет собой самую полную и исчерпывающую из всех существующих в настоящее время монографий, посвященных проблемам неорганической биохимии.
Вопросы, находящиеся иа стыке двух областей науки — неорганической химии и биологии, в последние годы привлекают все больше внимания исследователей, работающих и в Том, и в другом направлениях научных поисков. Не случайно в последнее время появилось много книг, брошюр и статей, посвященных бионеорганической химии, т. е. по сути тем же проблемам, но названным несколько иначе. Повышенный интерес к этим вопросам вызван не только развитием биологии, биохимии, неорганической химии, но и необходимостью решения многих прикладных задач из области медицины, сельского хозяйства, охраны окружающей среды и т. д. Многие из поднятых в жниге вопросов не могли быть решены раньше из-за отсутствия необходимых точных методов исследования и современной аппаратуры.
Отдельные главы книги, написанные разными авторами, неоднородны по содержанию. Первые главы в обоих томах посвящены по сути дела проблемам «чистой» координационной химии, в других разделах изложены вопросы, относящиеся главным образом к чисто биохимическим проблемам.
Для решения задач неорганической биохимии необходимо знание электронного строения природных комплексов, включающих биометаллы (от одного до нескольких атомов) и соответствующее окружение (ближайшие и более удаленные атомы). В книге рассмотрена электронная структура природных комплексов, содержащих в своем составе железо (гл. 3). К сожалению, этого не сделано по отношению к биокомплексам других жизненно важных металлов.
Большое внимание в книге уделено вопросам окислительно-восстановительных реакций, причем в двух главах (гл. 19 и 20) Рассматриваются общие вопросы протекания этих реакций в химии координационных соединений и при катализе ионами метал-
СОДЕРЖАНИЕ
Предисловие редакторов перевода ........... 5
Предисловие редактора американского издания ....... 7
Введение.................. 13
Список литературы............... 16
ЧАСТЬ I. КООРДИНАЦИОННАЯ ХИМИЯ
Глава 1. Структура и стереохимия координационных соединений. Д. А. Бу-
кингем (перевод Н. К. Давиденко)........ 17
1. Введение............... 17
2. Координационное число и стереохимия...... 19
2.1. Координационное число 2......... 23
2.2. Координационное число 3......... 23
2.3. Координационное число 4......... 24
2.3.1. Тетраэдр............ 24
2.3.2. Плоский квадрат.......... 26
2.4. Координационное число 5......... 28
2.5. Координационное число 6......... 29
2.6. Координационное число 7......... 31
2.7. Координационное число 8......... 32
2.8. Координационное число 9......... 32
2.9. Координационные числа больше 9...... 33
3. Координационные числа и стереохимия комплексов обычных переходных элементов........... 34
3.1. Титан............... 34
3.2. Ванадий.............. 35
3.3. Хром............... 36
3.4. Марганец............. 37
3.5. Железо.............. 38
3.6. Кобальт.............. 39
3.7. Никель.............. 4l
3.8. Медь............... 42
3.9. Цинк............... **
3.10. Молибден и вольфрам.........
4. Факторы, влияющие на координационное число и стереохимию 45
4.1. Эффекты ионов металлов......... 45
4.1.1. Ионы щелочных и щелочноземельных металлов 45
4.1.2. Ионы переходных металлов....... 49
4.2. Свойства лиганда........... 54
4.2.1. Донорные атомы ......... 54
4.2.2. Размер лиганда.......... 56
4.2.3. Стереохимия лиганда......... 57
4.2.4. Хелатные кольца.......... 60
5. Стереоизомерия............. 62
5.1. Конфигурационные изомеры........ 63
5.1.1. Диастереомеры.......... 63
5.1.2. Оптические изомеры......... 70
5.2. Конформационная изомерия........ 79*
5.2.1. Общие положения......... 79
5.2.2. Конформационная изомерия в хелатах .... 80
Список литературы............... 86
Глава 2. Устойчивость координационных соединений. Р. Дж. Ангеличи (перевод Н. К- Давиденко)........... 89
1. Введение............... 89
2. Факторы, влияющие на устойчивость комплексов ионов металлов ............... 93
2.1. Природа иона металла......... 93
2.1.1. Заряд и размер иона металла...... 93
2.1.2. Жесткая и мягкая природа ионов металлов и до-
НЛПНТ-TY атл»»л~ "---------
норных атомов лигандов........96-
2.1.3. Последовательность Ирвинга — Уильямса устойчи-востей комплексов ионов металлов первого переходного ряда............100-
2.2. Природа лиганда......... 104
104
---,.•«—•..........10»
2.2.3. Макроциклический эффект
О о л г^-
2.2.1. Основность лиганда.........104
2.2.2. Хелатный эффект .
1 . ,------.^vv.ul -?vjjvpcl\l ....... 1 lO
2.2.4. Смешанные (или тройные) комплексы .... 115
2.2.5. Оптически активные лиганды и стереоселективность 119 3. Некоторые биохимические лиганды....... 121
3.1. Аминокислоты............ 121
3.2. Пептиды.............. 125
3.3. Нуклеотиды и нуклеиновые кислоты...... 126
3.4. Порфирины............. 128
Список литературы............... 129
Глава 3. Электронное строение комплексов железа. Г. Б. Грей, Г. Дж. Шу-
гар (перевод Н. К. Давиденко)......... 133
1. Введение............... 133
2. Теория поля лигандов для октаэдрических комплексов . . 133
2.1. Комплексы Fe2+........... 134
2.2. Комплексы Fe3+............ 136
3. Спектры переноса заряда.......... 139
4. Димерные комплексы Fe3+.......... 140
4.1. Оксомостиковые димеры......... 140
4.2. Дигидроксомостиковые димеры....... 142
5. Электронное строение модельных хелатов железа и родственных соединений, представляющих биологический интерес . . 143
5.1. Димеры железопорфирина......... 143
5.2. Гидроксиды железо(1П)|гемопротеинов..... 144
5.3. Гемэритрин и проблема связывания кислорода . . . 145 Список литературы............... 149
ЧАСТЬ II. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ
С АМИНОКИСЛОТАМИ И ПЕПТИДАМИ И РОДСТВЕННЫМИ
ИМ ПРИРОДНЫМИ ХЕЛАТИРУЮЩИМИ АГЕНТАМИ И БЕЛКАМИ
Глава 4. Комплексы металлов с аминокислотами и пептидами. Ганс К. Фри-
ман (перевод В. А. Бидзиля).......... 151
:1. Функциональные группы аминокислот и пептидов как металл-
связывающие центры........... 154
1.1. Концевые аминогруппы.......... 154
1.2. Концевые и находящиеся в боковых цепях карбоксильные группы............. 157
1.3. Пептидные группы........... 162
1.4. Атомы кислорода пептидных групп...... 163
1.5. Пептидные атомы азота......... 166
1.6. Имидазольные атомы азота........ 177
1.6.1. Взаимодействия металл—имидазол без образования хелатов............. 177
1.6.2. Хелатообразование с гистидином..... 181
1.7. Гидроксильные атомы кислорода боковых цепей . . . 188
1.8. Сульфгидрильные атомы серы....... 189
1.9. Тиоэфирные атомы серы......... 193
1.10. Мостиковые (дисульфидные) атомы серы .... 195 2. Ценность информации, получаемой при исследовании «модельных соединений»........... 196
Список литературы............... 200
Глава 5. Транспорт соединений железа микробами (сидерохромы). Дж.
Б. Нейлендс (перевод В. А. Бищзиля)....... 205
1. Общий обзор.............. 205
1.1. Введение.............. 205
1.2. Терминология............ 206
1.3. Классификация............ 207
1.4. Биосинтез............. 208
1.5. Биологическое действие......... 210
1.6. Назначение структуры сидерохромов...... 214
1.7. Распространение........... 218
1.8. Заключение............. 220
2. Структура и свойства........... 222'
2.1. Методы исследования.......... 222
2.2. Феноляты............. 223
2.2.1. Энтеробактин........... 223
2.2.2. 2-М-6-1Ч-Ди(2,3-диоксибснзоил)-1.-лизин(П) . . . 225>
2.2.3. 2,3-Диокси-М-бензоил-ь -серии (III)..... 225
2.2.4. 2,3-Диокеибепзоилглицин (итоевая кислота) . . 226
2.3. Гидроксаматы............ 227
2.3.1. Семейство феррихрома........ 227
2.3.2. Семейство родоторулиевой кислоты..... 230'
2.3.3. Аэробактин........... 233
2.3.4. Семейство микобактина........ 234
2.3.5. Семейство фузаринина........ 236
2.3.6. Семейство ферриоксамина....... 237
2.4. Другие соединения........... 239'
3. Заключение.............. 242
Список литературы.............. 243
Глава 6. Ионофоры — хелатирующие агенты для щелочных металлов.
В. К- Прессман (перевод В. А. Бидзиля)....... 246
1. Историческая справка........... 247
2. Основные структурные особенности ионофоров .... 248
3. Специфические группы ионофоров....... 249
3.1. Макротетралидные актины......... 249
3.2. Энниатин.......... 253
3.3. Валиномицин........ 254
3.4. Грамицидин........ 256
3.5. Полициклические эфиры....... 257
3.6. Другие соединения......... 258
3.7. Катионная селективность ...... . 259
4. Карбоксилатные ионофоры..... 262
5. Динамика комплексообразования с ионофорами .... 265
6. Транспортные равновесия, катализируемые ионофорами . . 266
7. Применение ионофоров..... 269
Дополнения, внесенные в корректуру .... 271
Список литературы........ 271
Глава 7. Комплексы металлов с белками. Е. Бреслоу (перевод В. А. Бидзиля) 274
1. Введение........... 274
2. Рассмотрение комплексов металлов с белками и методы их исследования ......... 274
3. рН и другие факторы, влияющие на сродство иона металла к лиганду.........
4. Выбранные системы............ 279 ?
4.1. Ионы цинка и сывороточный альбумин..... 280 '
4.2. Взаимодействие цинка с инсулином...... 282 Г
4.3. Комплексы иона меди с окситоцином и вазопрессином 285
4.4. Взаимодействие метмиоглобина кашалота с ионами меди
и цинка ............. 287
4.5. Комплексы ионов меди с сывороточным альбумином . . 292
4.6. Взаимодействие ионов металлов с рибонуклеазой . . 294
5. Заключение.............. 298
Список литературы............... 298
ЧАСТЬ III. РОЛЬ МЕТАЛЛОПРОТЕИНОВ В НАКОПЛЕНИИ И ТРАНСПОРТЕ
Глава 8. Ферритин. Я. М. Харрисон, Т. Хой (перевод В. А. Бидзиля) . . 300
1. Ферритин как соединение, накапливающее железо . . . 300
2. Получение и характеристика ферритина...... 301
3. Удаление железа из ферритина: получение и свойства не содержащего железа белка апоферритина...... 303
4. Четвертичная структура апоферритина...... 305
5. Морфология и атомная структура ферритиновых ядер . . 307
5.1. Электронная микроскопия......... 307
5.2. Рассеяние рентгеновских лучей под малыми углами . . 311
5.3. Исследование дифракции рентгеновских лучей с большими углами рассеяния и дифракции электронов на железосодержащих ядрах ферритина и их аналогах . . . . 312
5.4. Магнитная восприимчивость и спектры Меосбауэра ферритина и гидролизатов Fe (III)....... 313
6. Атомная структура ядер ферритина....... 316
7. Связь белковой оболочки с ядром, состоящим из гидрата оксида железа............. 318
8. Влияние железосодержащего компонента на свойства и структуру белка.............. 319
9. Биосинтез ферритина и его синтез in vitro..... 320
10. Механизм образования ферритина из апоферритина . . 325
11. Мобилизация железа из ферритина....... 327
Дополнения, внесенные в корректуру....... 327
Список литературы............... 328
Глава 9. Трансферрины (сидерофилины). Я. Айсен (перевод В. А. Бидзиля) 331
1. История и номенклатура.......... 331
2. Выделение и очистка........... 333
2.1. Сывороточный трансферрин........ 333
2.2. Кональбумин............. 333
2.3. Лактоферрин ............. 333
3. Химический состав............ 334
3.1. Аминокислотный состав.......... 334
3.2. Пептидные карты........... 335
3.3. Углеводный состав и структура....... 336
3.4. Иммунохимия............ 337
4. Основные физические свойства......... 337
4.1. Молекулярная масса.......... 337
4.2. Оптические свойства.......... 337
4.3. Гидродинамические свойства........ 33&
4.4. Субъединичная структура......... 339
5. Металлсвязывающие центры......... 339
5.1. Существует ли взаимодействие между связывающими центрами?............. 339-
5.2. Значение констант связывания....... 342
5.3. Типы и состояния ионов металлов, специфически связанных с трансферрином.......... 343
5.4. Роль бикарбоната........... 344
5.5. Кинетика связывания железа........ 345
5.6. Спектроскопические исследования....... 346
5.6.1. Оптические исследования....... 346
5.6.2. Исследование дисперсии оптического вращения и кругового дихроизма......... 347
6. Спектроскопия магнитного резонанса....... 348
7. Изучение химической модификации....... 352
8. Обзор современного состояния вопроса о металлсвязывающих центрах сидерофилинов........... 353
9. Биологические функции сидерофилинов...... 354
9.1. Потребность в физиологическом переносчике железа . 354
9.2. Взаимодействие трансферрин—ретикулоцит .... 355
9.3. Трансферрин как буфер для ионов железа .... 356
9.4. Биологическая функция кональбумина и лактоферрина 357
9.5. Генетическая разнородность трансферринов .... 3
Цена: 300руб.
