金属离子在生物体的作用演讲稿

缺铁 多铁
含铁食物
铁的生理功能是参与血红蛋白、肌红蛋 白及多种含铁酶的合成，激发一些铁依赖酶 的活性，通过血红蛋白、肌红蛋白运输至全 身，细胞色素酶，过氧化物酶等含铁酶可参 与组织呼吸，在三羧酸循环中，多种酶参与 物质代谢过程，一些铁依赖酶对免疫系统有 影响。人体中70%的铁分布于血液中，10% 影响。人体中70%的铁分布于血液中，10% 存在于肌肉中，其余存在于肝脏、骨髓和含 铁的酶内。
铜（Cu） 铜（Cu）
功能 •是几种重要酶的活性成分； •参与造血，影响铁的代谢 •杀菌…… 杀菌…… •引起贫血； •毛发色素丧失； •生长速度减缓、智力发育不全； •精神状态紊乱； •能影响到头发、骨骼、大脑、心脏、肝脏、中枢神经和免
疫系统的功能； •会导致血浆胆固醇升高，增加动脉粥样硬化的危险； •营养性贫血、白癜风、骨质松脆症、胃癌及食道癌等疾病 的产生也都与人体的缺铜有关。 …… 引起肝炎，小脑运动失常…… 引起肝炎，小脑运动失常…… 动物肝、干果、豆类、牡蛎、水果、蔬菜…… 动物肝、干果、豆类、牡蛎、水果、蔬菜……
O
O
N
（脱氧Hc)
(氧合Hc) 氧 血蓝蛋白活性部位结构
来自百度文库
血蓝蛋白是由辅基Cu（ 血蓝蛋白是由辅基Cu（I）离子载氧的。每两个铜原 子结合一个氧分子，其基本反应表示为：
钼也存在于多种氧化还原酶中。在自然界的氮 循环中，钼与硝酸盐的还原密切相关。在硝酸盐的 还原过程中，钼由+5价上升为+6价氧化态。 还原过程中，钼由+5价上升为+6价氧化态。 钼是一种抗癌元素。已知钼的生理功能在于通 过各种钼酶的活性来实现。钼酶存在于所有生物体 , 几乎所有钼酶都含有钼辅助因子 ,通过氧化还原作 用 ,积极参与钼酶的各种催化反应。人体的生化代 谢过程有两种较重要的钼酶 :黄嘌呤氧化酶与亚硫 酸盐氧化酶。黄嘌呤氧化酶是核酸代谢分解的黄嘌 呤氧化成尿酸的必需催化剂 ,主要催化黄嘌呤羟基 化 ,并形成尿酸的反应。亚硫酸氧化酶是催化含硫 氨基酸的分解代谢 ,使亚硫酸盐变成硫酸盐。
每个亚单元中都含有两个铜离子。氧合前血蓝蛋白是无 色的, 说明脱氧血蓝蛋白中, 铜是以Cu(I)的形式存在, 是反 磁性的, 氧合后呈蓝色, 说明Cu(I)转变成Cu(II).
铜离子在亚单元中配位的可能情况如下图
N Cu(I)
N
N Cu(I) N N
N
N O N Cu(II) Cu(II) N
N
N
铁（Fe） 铁（Fe）
功能
•是构成血红蛋白、肌红蛋白的必要成分； 是构成血红蛋白、肌红蛋白的必要成分； •是许多酶的活性部分； 是许多酶的活性部分； •酶：一种有机的胶状物质，由蛋白质组成，对于 一种有机的胶状物质，由蛋白质组成，
生物化学变化、促进可逆反应(如水解和氧化)方面 生物化学变化、促进可逆反应(如水解和氧化) 起着重要的催化作用。 起着重要的催化作用。 缺少血红蛋白→难以输氧→难以进行新陈代谢→ 缺少血红蛋白→难以输氧→难以进行新陈代谢→贫 血 不易排出→沉积于肝、 不易排出→沉积于肝、胰、淋巴结等处→肝硬化， 淋巴结等处→肝硬化， 糖尿病 动物肝、肾、蛋黄、绿色蔬菜、豆类、谷物、海带、 动物肝、 蛋黄、绿色蔬菜、豆类、谷物、海带、 木耳…… 木耳……
某些过渡金属离子具有可变的氧化数，他们作为 酶的活性中心时可以与底物发生电子的交换作用，从 而催化底物的氧化与还原。
例如：Cu和 例如：Cu和Fe
血红蛋白和肌红蛋白 血蓝蛋白
它们都参与呼吸作用都是是氧载体
铁是各种细胞色素体、过氧化物酶的组 成成分，它们都是含卟啉环结构的酶。 铁氧化还原蛋白是一种相当重要的非高 铁血红素蛋白复合体，常存在于绿色植物 的叶绿体中，且为光活化叶绿素分子的最 初的电子受体。
缺钼
多钼 含钼食物
某些没有可变氧化态的金属的金属酶也 可以催化生物体内讲解或氢转移反应。有 时没有可变氧化态的金属离子对具有可变 氧化态的金属离子的催化作用具有协同作 用。 例如: 例如: 铜-锌超氧化物歧化酶对超氧阴 离子自由基的催化歧化作用，主要是在铜 结合部位进行，在作用过程中，锌离子起 到了结构调整的作用。
金属离子在生物体中的作用
参与生物体内的氧化还原过程
参与生物体内的氧化还原过程
无机化学特别是配位学的理论用于生物化学问题的研究， 使这 两个学科相互渗透而形成了生物无机化学。人们已经分离、提纯了 大量的金属蛋白,并对它们的结构----性质---活性之间的关系进行了 十分详尽的研究。现在已经弄清了金属离子广泛存在于主物体之中。 它们不仅存在于细胞液中，细胞膜上，而且存在核糖体上，在蛋白 质和核酸之中。它们参与生物体内的物质运送、能量转换、信息传 递、代谢调控等各种复杂的生化过程,以维持生命体系的一切正常活 动。因此, 从这个意义上来说, 没有金属离子就没有生命。 生物体系中包括十种必须的金属元素：Mn Mo Co Cr V Ni Cd Sn Pb Li
铁聚积过多可导致ROS增加。ROS利用其生物活性， 铁聚积过多可导致ROS增加。ROS利用其生物活性， 与生物大分子反应。造成细胞的损害，当无蓝铜蛋白 时
但同时铁也与自由基的消除有关。含铁的过氧化氢酶 可消除HO及由此产生的有机过氧化物ROOH，保护细 胞免受过氧化物损伤作用。因此过量或缺铁都会导致 细胞凋亡。
钼（Mo）
功能
是几种酶的组成成分 与核酸、蛋白质等的代谢有关 发育不良、神经异常、智力发育迟缓 影响骨骼生长、龋齿的发生率显著提高 会引起克山病( 会引起克山病(急性心肌病 )、肾结石、大骨节病和食 道癌等疾病 易患高血压、糖尿病 黄嘌呤氧化酶活性过多增加 ,生产尿酸过多 ,可导致痛 风症 菜根、大麦、肝和豆类等
•是血、肝、脑铜蓝蛋白的组成部分；
缺铜
多铜
含铜食物
根据铜的分光性质和磁性质可以将它 们分为三类：一类蓝铜蛋白, 们分为三类：一类蓝铜蛋白, 它们存在于细 菌与高等植物之中, 菌与高等植物之中, 主要功能是作为电子递 体, 二类非蓝铜蛋白多为胺类和糖类的氧化 酶, 三类铜蛋白不同于前两类, 此外, 如血浆 三类铜蛋白不同于前两类, 此外, 蓝铜铜蛋白。抗坏血酸氧化酶、细胞色素 氧化酶、亚硝酸还原酶、漆酶等均为含有 一、二、三类铜的混合型。
铜是人体必需的微量金属元素之一,在 人体中的含量为0.0001%,仅次于铁和锌而 居第三位。具有固定的环境, 可与蛋白质结 合形成铜蛋白或含铜酶, 参与生物体内的电 子转移、氧的输送, 底物的生物氧化还原反 应, 另外还有调节体内铁的吸收·血红蛋白 合成以及形成皮肤、头发和眼睛的色素等 功能, 在生物体中起着十分重要的作用。