जैव-रसायन विज्ञान
बायोइनऑर्गेनिक रसायन एक अकार्बनिक रसायन विज्ञान की एक शाखा है जिसमें मुख्य रूप से शोध किया जाता है कि कैसे धातु आयन जीवित ऊतक के साथ बातचीत करते हैं, मुख्य रूप से एंजाइम गतिविधि पर उनके प्रत्यक्ष प्रभाव के माध्यम से। यह अनुमान लगाया गया है कि मानव शरीर में एक तिहाई एंजाइम और प्रोटीन धातु के आयनों पर कई प्रमुख तरीकों से ठीक से काम करने के लिए भरोसा करते हैं। ये जैविक क्षेत्र इलेक्ट्रान के माध्यम से ऊर्जा का हस्तांतरण करने के लिए मौजूद धातु आयनों के साथ प्रोटीन का उपयोग करते हैं, ऑक्सीजन का परिवहन करने के लिए, और नाइट्रोजन चयापचय के लिए। हाइड्रोजन आयन शरीर में धातु के आयनों से भी प्रभावित होता है, जो कि हाइड्रोजन के हस्तांतरण के लिए जिम्मेदार एक सूक्ष्मजीव-आधारित एंजाइम है, साथ ही एल्केलाट्रांसफेरेज़, जो एंजाइमों के लिए एल्काइल रासायनिक समूहों के हस्तांतरण के लिए जिम्मेदार एंजाइम हैं। एक दर्जन से अधिक धातुएं हैं जो जस्ता, लोहा और मैंगनीज सहित ऐसी प्रक्रियाओं में शामिल हैं, जिसमें विटामिन-आधारित धातु तत्व भी पोटेशियम और कैल्शियम जैसी गतिविधि में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।
धातु आयनों का प्रत्येक समूह जैव-रासायनिक रसायन विज्ञान में कई प्रकार के कार्यों का चयन करता है। सोडियम और पोटेशियम दोनों इलेक्ट्रॉन आवेश वाहक के रूप में कार्य करते हैं और पारगम्य झिल्लियों में आवेश संतुलन बनाए रखते हैं। मैग्नीशियम, कैल्शियम और जस्ता सेलुलर स्तर पर संरचनात्मक भूमिका निभाते हैं, और विशेष रूप से मैग्नीशियम और जस्ता हाइड्रोलिसिस की प्रक्रिया को उत्प्रेरित कर सकते हैं जहां पानी के घोल में यौगिक टूट जाते हैं। धातु के आयन जैसे मोलिब्डेनम एक नाइट्रोजन स्थिरांक के रूप में कार्य करते हैं जबकि ऑक्सीजन के परिवहन में लोहा और तांबा सहायता करते हैं। हालांकि ये शरीर के सभी महत्वपूर्ण कार्य हैं, जैव-रासायनिक रसायन विज्ञान के सिद्धांतों को केवल इस तरह के कार्यों को करने के लिए मैंगनीज, लिथियम और मोलिब्डेनम जैसे धातु आयनों के तत्वों की आवश्यकता होती है और उनमें से एक अतिरेक विषाक्त और यहां तक कि घातक भी हो सकता है।
कई मामलों में, जानवरों के लिए जैव रसायन में शरीर में मौजूद बैक्टीरिया के साथ सहकारी प्रयास शामिल होते हैं। बायोइनऑर्गेनिक रसायन विज्ञान इस सहजीवी संबंध पर निर्भर करता है जैसे कि वैनेडियम और मोलिब्डेनम के धातु आयनों के साथ, क्योंकि वे नाइट्रोजन-फिक्सिंग बैक्टीरिया को शरीर में कार्य करने में मदद करते हैं, या हाइड्रोजन परिवहन करने वाले हाइड्रोजन-आधारित जीव। जबकि इनमें से कई धातुओं को आहार से शरीर में पेश किया जाता है या बैक्टीरिया में मौजूद होते हैं, कुछ में मेटोपोप्रोटीन के घटक भी मौजूद होते हैं, जो स्वाभाविक रूप से संलग्न धातु आयन संरचनाओं के साथ प्रोटीन अणु होते हैं।
जैव रासायनिक रसायन विज्ञान में धातु आयनों की प्राकृतिक शारीरिक गतिविधि के अलावा, वे फार्मास्युटिकल अनुसंधान में अध्ययन का विषय भी हैं। दवाओं के लिए धातु आयनों को संलग्न करना उन्हें शरीर द्वारा अधिक आसानी से चयापचय करने में सक्षम कर सकता है। धातु आयनों के लिए कार्यों की यह विविधता प्राकृतिक विज्ञानों की एक श्रृंखला के परिणामस्वरूप होती है जो पर्यावरणीय रसायन विज्ञान से अकार्बनिक रसायन विज्ञान और विष विज्ञान जैसे विशेष क्षेत्रों में काम करते हैं।
