علم الكيمياء
تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير
التحاضير والتجارب الكيميائية
المخاطر والوقاية في الكيمياء
اخرى
مقالات متنوعة في علم الكيمياء
كيمياء عامة
الكيمياء التحليلية
مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية
التحليل النوعي والكمي
التحليل الآلي (الطيفي)
طرق الفصل والتنقية
الكيمياء الحياتية
مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية
الكاربوهيدرات
الاحماض الامينية والبروتينات
الانزيمات
الدهون
الاحماض النووية
الفيتامينات والمرافقات الانزيمية
الهرمونات
الكيمياء العضوية
مواضيع عامة في الكيمياء العضوية
الهايدروكاربونات
المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية
التشخيص العضوي
تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء الحرارية
حركية التفاعلات الكيميائية
الكيمياء الكهربائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية
الجدول الدوري وخواص العناصر
نظريات التآصر الكيميائي
كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة
مواضيع اخرى في الكيمياء
كيمياء النانو
الكيمياء السريرية
الكيمياء الطبية والدوائية
كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية
الكيمياء الجنائية
الكيمياء الصناعية
البترو كيمياويات
الكيمياء الخضراء
كيمياء البيئة
كيمياء البوليمرات
مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية
الكيمياء الاشعاعية والنووية
Enzymes That Use Metals to Generate Organic Radicals
المؤلف:
..................
المصدر:
LibreTexts Project
الجزء والصفحة:
.................
27-6-2019
1642
Enzymes That Use Metals to Generate Organic Radicals
An organic radical is an organic species that contains one or more unpaired electrons. Chemists often consider organic radicals to be highly reactive species that produce undesirable reactions. For example, they have been implicated in some of the irreversible chemical changes that accompany aging. It is surprising, however, that organic radicals are also essential components of many important enzymes, almost all of which use a metal ion to generate the organic radical within the enzyme. These enzymes are involved in the synthesis of hemoglobin and DNA, among other important biological molecules, and they are the targets of pharmaceuticals for the treatment of diseases such as anemia, sickle-cell anemia, and cancer. In this section, we discuss one class of radical enzymes that use vitamin B12.
Vitamin B12 was discovered in the 1940s as the active agent in the cure of pernicious anemia, which does not respond to increased iron in the diet. Humans need only tiny amounts of vitamin B12, and the average blood concentration in a healthy adult is only about 3.5 × 10−8 M. The structure of vitamin B12, shown in Figure 1.1, is similar to that of a heme, but it contains cobalt instead of iron, and its structure is much more complex. In fact, vitamin B12 has been called the most complex nonpolymeric biological molecule known and was the first naturally occurring organometallic compound to be isolated. When vitamin B12 (the form present in vitamin tablets) is ingested, the axial cyanide ligand is replaced by a complex organic group.
Figure 1.1 : Vitamin B12 In the body, the axial cyanide ligand found in the vitamin is replaced by a complex organic unit. Heterolytic cleavage of the Co–C bond in the resulting organometallic complex generates an organic radical for the catalysis of rearrangement reactions.
The cobalt–carbon bond in the enzyme-bound form of vitamin B12 and related compounds is unusually weak, and it is particularly susceptible to homolytic cleavage:
Homolytic cleavage of the Co3+–CH2R bond produces two species, each of which has an unpaired electron: a d7 Co2+ derivative and an organic radical, ·CH2R, which is used by vitamin B12-dependent enzymes to catalyze a wide variety of reactions. Virtually all vitamin B12-catalyzed reactions are rearrangements in which an H atom and an adjacent substituent exchange positions:

In the conversion of ethylene glycol to acetaldehyde, the initial product is the hydrated form of acetaldehyde, which rapidly loses water:

The enzyme uses the ·CH2R radical to temporarily remove a hydrogen atom from the organic substrate, which then rearranges to give a new radical. Transferring the hydrogen atom back to the rearranged radical gives the product and regenerates the ·CH2R radical.
The metal is not involved in the actual catalytic reaction; it provides the enzyme with a convenient mechanism for generating an organic radical, which does the actual work. Many examples of similar reactions are now known that use metals other than cobalt to generate an enzyme-bound organic radical.
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة

الآخبار الصحية
