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6 稀土生物无机化学
1 概 述
2 必需元素与有毒元素
3 金属酶
4 IA及IIA金属生物无机化学
5 副族元素生物学效应
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引 言
河南林县、四川盐亭、山西太行山部分地域，食道管肿瘤发病率较高，研究发觉是由于缺乏化学元素钼（Mo）所致。
黑龙江克山县部分地域，以心肌损害为主要病变地方性心脏病发病率较高，研究发觉是由于缺乏化学元素硒（Se）所致。
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在一些内陆边远山区，过去常见一个发病率较高地方病甲状腺肿大，研究发觉是由于缺乏化学元素碘（I）所致。
六十年代，在伊朗以谷物为主食居民中发觉了“侏儒症”病例，进一步研究证实是由于化学元素锌（Zn）缺乏所致。
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日本神通川地域曾经有一个以骨痛为特性疾病，被当地人称为“痛痛病”。调查发觉是 由于该地域水体中化学元素镉（Cd）浓度严重超标所致。
日本部分地域曾经尚有一个“水俣(yu)病”，主要表现为手足麻木、听觉障碍、震颤及其情绪失常。研究发觉是由于化学元素汞（Hg）中毒所造成。
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20 世纪 50 年代以来，痕量分析等新技术出现，使人们结识到生命过程与无机化学也密切相关，打破了早期认为与生命化学都是有机化学观点。
20 世纪 70 年代初开始形成了由无机化学和生物化学交叉、渗入而产生生物无机化学 (bioinorganic chemistry)。标志之一是 1970 年成立了国际生物无机化学协会并召开了国际生物无机化学研讨会。在 1971 年又出版了名为 “Bioinorganic Chemistry” 学术刊物 ( 1979 年被更名为现在 “Journal of Inorganic Biochemistry”杂志 )。
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1 概 述
生物无机化学主要研究内容：
生物体内物质及相关化合物与各种无机元素，尤其是微量金属离子之间互相作用；
生物体内金属离子及其金属酶、金属蛋白结构、功效以及模 拟研究；
无机元素在生物体内循环、环境污染、含金属药物等对生物体、生命生理过程影响等。
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生物无机化学主要研究办法：
用各种物理化学办法直接研究 生物体系中金属酶和金属蛋白等含金属物种结构、功效及其作用机理；
用模拟办法来研究主要生物过程和生物大分子配合物结构以及结构与功效之间关系。包括活性中心结构模拟、功效模拟以及利用基因突变等办法对原型化合物进行局部修改，从而观测修改对其结构、功效影响等。
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2 必需元素与有毒元素
必需元素 (essential elements)
生物必需元素或生命元素，是维持生物体生存所必需元素 , 缺乏会造成严重病态或者死亡。
生物必需元素种类和个数伴随研究深入和发展而不停改变，比如 Ni、As 等以前认为不是生物必需元素元素以后被证实为生物必需元素。
必需元素需同时具备以下四个条件:
(i) 元素在不同生物组织内都有一定浓度；
(ii) 去除后会使生物有相同(似)生理上异常;
(iii) 恢复后能够消除或预防这些异常;
(iv) 元素有专门生物化学上功效。
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生物必需元素分类
按元素在生物体中含量可分为:
宏量结构元素 (bulk)：构成氨基酸、蛋白质、核酸、多糖、脂质等化合物 C、H、O、N、P、S;
宏量矿物素 (macrominerals): 主要有 Na、K、Ca、Mg 等元素;
微量金属元素 (trace metal): Fe、Zn、Cu 等;
超微量元素 (ultratrace)：Mn、Mo、Co、Cr、V、 Ni、 Cd、Sn、Pb、Li 及 I、F、Se、Si、As、B 等。
生物无机化学研究中涉及主要是微量和超微量金属元素。
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