Os papéis dos íons metálicos na bioquímica

Escrito por natasha parks | Traduzido por gustavo curiel
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Os papéis dos íons metálicos na bioquímica
Sem os íons metálicos, seu corpo deixaria de funcionar de forma eficaz (Jupiterimages/Photos.com/Getty Images)

Dois terços de todos os elementos são metais. Uma de suas propriedades mais importantes é que eles não podem ser facilmente ionizados. Isso significa que sobrevivem no corpo em sua forma iônica, podendo desempenhar uma função em várias reações biológicas. Pelo fato de existirem tantas funções dos íons metálicos na bioquímica, eles devem ser divididos em categorias e explicados usando exemplos.

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Moléculas de RNA e síntese proteica

Embora a baixa ionização seja geralmente benéfica para íons metálicos na bioquímica, os metais mais reativos podem ter promovido a evolução de moléculas de ácido ribonucleico (RNA) em máquinas modernas de síntese de proteína. A síntese da proteína é o mecanismo que permite aos humanos construírem moléculas complexas, como as enzimas, chaperonas e proteínas de transporte celular. O magnésio e o potássio são dois exemplos de íons metálicos úteis na biologia do RNA. Ambos são cátions, que podem se ligar próximos ao RNA poli-aniônico e podem ajudar a molécula de RNA durante o dobramento, causando um funcionamento mais eficiente durante a síntese proteica.

Catalisadores enzimáticos

Os íons metálicos desempenham uma função importante na formação complexa metálica e funciona próximo a muitas enzimas no corpo. Eles são mediadores ou "co-substratos" de muitas reações relativas às enzimas, ligando-se brevemente a uma seção da molécula, unindo-a com o substrato e, em seguida, liberando-a novamente quando a reação correta ocorrer. O DNA ligase é um exemplo de enzima que possui um íon metálico ativo presente em seu campo durante a fase de reação ou "catálise." Os íons metálicos ajudam a acelerar a reação colocando o substrato em um campo ativo e mantendo-o lá usando forças eletrostáticas. As metaloenzimas são formadas quando o íon metálico liga-se, mais fortemente, à enzima, criando um complexo estável, como o ferro na hemoglobina no sangue.

Uso da energia em músculos

O magnésio funciona com o complexo ATP (adenosina trifosfato) para permitir aos seus músculos que obtenham energia da comida. Este é outro processo essencial à vida. A catálise do íon metálico provoca uma estabilização do desenvolvimento de carga negativa nas partes dos substratos, que estão tentando sair do campo ativo do complexo ATP, liberando-os para que o processamento correto possa continuar. Se o substrato não deixasse a molécula após a reação, o ATP estaria inapto a aceitar novos substratos. Nenhuma nova energia seria tomada para o funcionamento do músculo.

Regulação do gene e o controle de doenças

Aproximadamente um terço de todas as proteínas conhecidas contém íons metálicos como cofatores. Uma função importante que estes metais quelantes, ou complexos, desempenham está na regulação dos genes, que é vital para a sobrevivência das espécies. Muitas doenças, incluindo defeitos genéticos, foram identificadas como sendo exclusivamente causadas por defeitos, inconsistências e metabolismo incorreto dos íons metálicos no corpo. Os metais de platina, que possuem estereoquímica rica e podem agir como cofatores fortes e eficazes, não são conhecidos pela sua ocorrência no corpo. Eles estão sendo usados em pesquisas para desenvolver reações bioquímicas mais rápidas e eficientes, que podem estar aptas a ajudar a prevenir ou tratar doenças como hemocromatose e o distúrbio de Menkes.

Armazenamento de ferro

O ferro é essencial para o seu corpo por muitas razões, principalmente por sua função importante no sangue e fígado. O ferro não pode ser absorvido ou removido do corpo sem a ajuda de um complexo de moléculas denominado "quelantes." A transferrina é um exemplo que ocorre naturalmente. Os quelantes ferrosos ajudam a absorver o ferro do trato gastrointestinal, mas algumas pessoas possuem uma condição em que elas absorvem em excesso. Se este excesso de ferro não for removido e excretado, ele pode desenvolver, potencialmente, um caso de risco de vida de intoxicação por ferro. Isso representa um balanço interessante entre a função correta de um complexo íon metálico e uma perda mortal de função. Os quelantes sintéticos estão sendo criados para ameaçar o excesso de ferro.

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