1 Bioinorganica Azocar Fe
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Quimica Bioinorganica del Hierro
Generalidades del HierroAbundancia % 46.71 27.69 8.07 5.05 3.65 2.75 2.58 2.08 Numero atmico Valencia Elemento O Si Al Fe Ca Na K Mg 26 2,3
Estado de oxidacin Conf. ElectrnicaMasa atmica (g/mol)
+2, +3 [Ar]3d64s255,847
Generalidades del Hierro: Composicin elemental en un humano de 70 Kgs.Masa de elementos e iones minerales Oxgeno Carbono Hidrgeno Nitrgeno Calcio 44 Kg 12.6 Kg 6.6 Kg 1.8 Kg 1.7 Kg Fosforo Potasio Cloro Azufre Sodio Magnesio 0,68 Kg 0,250 Kg 0,115 Kg 0,100 Kg 0,070 Kg 0,042 Kg
Generalidades del Hierro: Composicin elemental en un humano de 70 Kgs.Elementos traza y ultra traza Fe Si Rb Cu Sr Br Sn Mn I Al 5g 3g 0,36 g 0,28 g 0,28 g 0,14 g 0,14 g 0,070 g 0.070 0.035 g Pb Ba Mo B As Co Cr Ni Se Li / V 0,035 g 0,021 g 0,014 g 0,014 g 0,003 g 0.003 g 0.003 g 0.003 g 0.002 g 0.002 g
Hierro en el organismo Transporte Transferencia de electrones Retencin o acumulacin
Hierro en el organismo
Hierro en el organismo
Enterobactina ferrica
Ferricromo
Mioglobina
Transferrina
Hemoglobina
Citocromo C
Hierro en el organismo
Lactoferrina
Ferritin
Enterobactina de Hierro
Transportadores de Hierro en el organismo
Siderforos: Quelantes transportadores de FeSideros phoros portadores de hierro
500 y 1000 Da (PM)Secretado por bacterias, levaduras y hongos Agentes quelantes especficos para el Fe3+ Const. de disociacin del Fe, ~1022 y 1055 vs transferrina (1023) 1.1x10-36 = Fe(OH)3 1 x 10-19 =FeS
Siderforos: Quelantes transportadores de Fe
Hidroxamatos (secretados por hongos)
Catecolatos (bacterias)
Aerobactina E.coli
EnterobactinaEl agente mas fuerte Para Hierro(III)
Bacillibactina
Siderforos: Quelantes transportadores de Fe
Kf = 1x1051Carrano, Carl J., and Kenneth N. Raymond (1979). Ferric Ion Sequestering Agents. 2. Kinetics and Mechanism of Iron Removal From Transferrin by Enterobactin and Synthetic Tricatechols. J. Am. Chem. Soc. 101: pp. 54015404. doi:10.1021/ja00512a047.
Siderforos: Quelantes transportadores de Fe
Fe-enterobactina
Siderforos: Quelantes transportadores de FeAerobactin Rhizoferrin Coprogen Desferricoprogen Neocoprogen I Neocoprogen II Ferrichrome Ferrichrome A FerrichromeC Ferrichrysin Ferricrocin Ferrirubin Ferrirhodin Hexahydroferrirhodin Tetraglycylferrichrome
Ferricromo
Siderforos: Microorganismos capatadores y transportadores de Fe
Unin de hierro libre al sideroforo
Unin de un segundo hierro libre al sideroforo
receptor
Intercambio de Fe+3
Liberacin
Translocacin Fe-Sideroforo
Cambio conformacional
Ferricromos: mecanismoReceptor Sideroforo Fe+3 Entrada Liberacin Fe(III)
FUENTES DE HIERRO: Fe(OH)3, Solubilizacin Transferrinas, Ferritina, etc.
Porfirinas Bacterioferrinas Ferritina Apoproteinas Etc.
Secrecin Reduccin
Desferrisideroforo Sntesis de Sideroforo
Transferrinas: mecanismo para evitar disponibilidad de Fe para bacterias
Fe: Kf = 1024Cr+3 Al+3 Cu+2 Co+2 VO+2 Cd+2
Transportadores de Fe: mecanismos de adquisicionBacteria Sideroforo Fe-protenas Clula
1Liberacin de sideroforos
Fe+3 2Lactoferrina
Fe+2
Fe+3Fe+3Transferrina
Fe+2 3
Fe+3Recepcin de Fe+3 Fe+2
Fe+2
Hemoglobina
Almacenadores de Hierro en el organismo
Almacenamiento de hierro
1. El Fe debe encontrarse estable y no suceptible al ataque de la enorme cantidad de potenciales agentes complejantes. 2. El Fe debe ser facil y rapidamente disponible, segn sea el requerimiento del organismo. 3. Las moleculas de ligando deben ser estables y sometidas a facil y estricto control biolgico 4. Mxima asociacin de una cantidad de hierro por molecula de almacenamiento.
Transferrina: 1g de hierro 500 g de protena X
Almacenamiento de hierro
Ferritina y Hemosiderina
Ubicacin
Almacenamiento de hierroApoferritina Ferritina
Fe+2 Fe+3
PM: 444.000
PM: 900.000
(FeO*OH)8(FeO*OPO3H2): Ferrihidrita FeO*Fe2O3: Magnetita Fe2O3: Hematita 4.500 atomos de hierro
J. AM. CHEM. SOC. 2008, 130, 80628068
Proteinas de hierro con grupos hemo
Hierro con grupos hemo
Anillo porfirinico
Protoporfirina IX
Hemoglobina, Mioglobina, Citocromos, Catalasas y Peroxidasas
Hierro con grupos hemo
Mioglobina PM: 17.800Acumulacin
Hemoglobina PM: 64.500Transporte
Hierro alto spin
Hierro bajo spin
Hemoglobina y Mioglobina
Hb-02C02
Mb-02 Mb-02 C02
Hb-C02
KMb/O =
[MbO] [Mb][O2]
Hemoglobina y Mioglobina
100
% de saturacion
75
pH = 6.850 25 0
Mioglobina Hemoglobina Efecto Bohr0 20 40 60 80 100 120 140
Presion parcial de O2 [mm Hg]
CO2 + H2O
CO3H- + H+
Hemoglobina y Mioglobina
(t2g)4(eg)2
(t2g)6(eg)0
O O
Hemoglobina y Mioglobina
Fe+2
Fe+2 O2
Fe+3-H2O
Hemoglobina y Mioglobina
Sin Mioglobina
Mioglobina
Citocromos: Transferencia de electrones
600 nm
560 nm
550 nm
PM: 12.000 Fe(II) / Fe(III) Fijacion de Nitrogeno Fotosintesis
Citocromo C: Transferencia de electrones
CH2-CH2-S-CH2
CH2-CH3 S CH3
CH2-CH2-S-CH2Fe(II) / Fe(III) Bajo spin
Citocromo C: Transferencia de electrones
A H B
G
C
Insercion de Oxigeno: proteccion de comp. Hidrofobicos: esteroides, drogas y pesticidas.
F
D
E
Hemoproteinas: Peroxidasas y Catalasas O2 + 4H+ + 4e2H2O
O2
O2-
O-22
2O2-
H2O2 + RHPeroxidasas
2H2O + R 2H2O + O2Catalasas
H2O2 + H2O2
Fe (IV) cidos grasos, aminas y fenoles
Hemoproteinas: PeroxidasasVegetales: Protoporfirina IX + Fe(III)
Peroxidasa de rabano PM 40.000
Haloperoxidasas: R-H + H2O2 + X- + H+
R-X + 2H2O
Hemoproteinas: Catalasa
Catalasa
PM 240.000
Fin clase. 2012