O que é química bioinorgânica?
A química bioinorgânica é um ramo da química inorgânica que envolve pesquisas principalmente sobre como os íons metálicos interagem com os tecidos vivos, principalmente por meio de seu efeito direto na atividade enzimática. Estima-se que um terço das enzimas e proteínas do corpo humano depende de íons metálicos para funcionar adequadamente de várias maneiras importantes. Essas áreas biológicas usam proteínas com íons metálicos presentes para transferir energia via elétrons, transportar oxigênio e metabolizar o nitrogênio. A hidrogenase também é afetada por íons metálicos no corpo, que é uma enzima baseada em microrganismos responsável pela transferência de hidrogênio, além de alquiltransferases, enzimas responsáveis pela transferência de grupos químicos alquil entre moléculas. Existem mais de uma dúzia de metais envolvidos nesses processos, incluindo zinco, ferro e manganês, com elementos metálicos à base de vitaminas que também desempenham papéis importantes em atividades como potássio e cálcio.
Cada grupo de íons metálicos desempenha uma gama seleta de funções em química bioinorgânica. Tanto o sódio quanto o potássio atuam como portadores de carga de elétrons e mantêm um equilíbrio de carga através das membranas permeáveis. O magnésio, o cálcio e o zinco desempenham papéis estruturais no nível celular, e o magnésio e o zinco, em particular, podem catalisar o processo de hidrólise, onde os compostos são decompostos em uma solução aquosa. Íons metálicos como o molibdênio atuam como fixadores de nitrogênio, enquanto o ferro e o cobre auxiliam no transporte de oxigênio. Embora todas essas funções sejam importantes no organismo, os princípios da química bioinorgânica exigem apenas oligoelementos de íons metálicos, como manganês, lítio e molibdênio, para desempenhar esses tipos de funções, e uma superabundância delas pode ser tóxica e até letal.
Em muitos casos, a bioquímica para animais envolve esforços cooperativos com bactérias presentes no corpo. A química bioinorgânica baseia-se nessa relação simbiótica com exemplos como os íons metálicos do vanádio e do molibdênio, pois ajudam as bactérias fixadoras de nitrogênio a funcionar no organismo ou os organismos à base de hidrogenase que transportam hidrogênio. Embora muitos desses metais sejam introduzidos no corpo a partir da dieta ou estejam presentes em bactérias, alguns também existem como componentes de metaloproteínas, que são moléculas de proteína com estruturas de íons metálicos naturalmente ligadas.
Além da atividade fisiológica natural dos íons metálicos na química bioinorgânica, eles também são objeto de estudo em pesquisa farmacêutica. A ligação de íons metálicos aos medicamentos pode permitir que eles sejam mais rapidamente metabolizados pelo organismo. Essa diversidade de funções para íons metálicos resulta em seu estudo por uma série de ciências naturais que trabalham em química inorgânica, da química ambiental à toxicologia e campos especializados como enzimologia.