生物有机金属化学

生物有机金属化学是对含有直接与金属或类金属结合的碳的生物活性分子的研究。 长期以来，人们一直认为主族和过渡金属中心的重要性对酶和其他生物分子的功能很重要。 然而，只有一小部分天然存在的金属络合物和合成制备的药物是有机金属的； 也就是说，它们在金属（类固醇）和碳原子之间具有直接的共价键。 首先，很长一段时间以来，天然存在的生物有机金属化合物的xxx例子是各种形式的钴胺素辅助因子（维生素 B12）。 进入 21 世纪，随着生物学中发现含有碳-金属键的新体系，生物有机金属化学正迅速成为生物无机化学中横跨有机金属化学和生物化学的一个独特分支学科。 天然存在的生物有机金属包括酶和传感器蛋白。 该领域还包括合成制备的用作新药和显像剂的有机金属化合物以及与有机金属化合物（例如甲基汞）毒理学相关的原理。 因此，生物有机金属化学与医学和药理学的关系越来越密切。

维生素 B12 是卓越的生物有机金属物种。 维生素 B12 实际上是相关酶辅因子的集合，其中一些含有钴-烷基键，参与生物甲基化和 1,2-碳重排反应。

几种生物有机金属酶进行涉及一氧化碳的反应。 一氧化碳脱氢酶 (CODH) 催化水煤气变换反应，为乙酰辅酶 A 的生物合成提供 CO（通过羧酸镍中间体）。后者受 Ni-Fe 酶 CO-甲基化乙酰辅酶 A 合酶 (ACS) 的影响 ). CODH 和 ACS 通常一起出现在四聚体复合物中，CO 通过隧道运输，甲基由甲基钴胺素提供。

氢化酶是生物有机金属的，因为它们的活性位点具有 Fe-CO 功能，尽管 CO 配体只是旁观者。 Fe-only 氢化酶有一个 Fe2(μ-SR)2(μ-CO)(CO)2(CN)2 活性位点，通过桥接硫醇盐连接到 4Fe4S 簇。 [NiFe]-氢化酶的活性位点被描述为 (NC)2(OC)Fe(μ-SR)2Ni(SR)2（其中 SR 是半胱氨酰）。 不含 FeS 的氢化酶具有未确定的活性位点，其中包含 Fe(CO)2 中心。

产甲烷是甲烷的生物合成，其最后一步是辅因子 F430 中镍-甲基键的断裂。

固氮酶的铁钼辅助因子 (FeMoco) 包含一个 Fe6C 单元，是生物学中发现的间隙碳化物的一个例子。

据报道，天然存在的芳基金属物种的xxx个例子是含有镍-芳基键的钳状络合物，可形成乳酸消旋酶的活性位点。

已知一些含有 [NiFe] 的蛋白质可以感知 H2，从而调节转录。

已知含铜蛋白质可以感知乙烯，乙烯是一种与水果成熟相关的激素。 这个例子说明了有机金属化学在自然界中的重要作用，因为除了低价过渡金属络合物之外，很少有分子可逆地结合烯烃。 环丙烯通过与铜（I）中心结合来抑制成熟。 与铜的结合也与哺乳动物对烯烃的嗅觉有关。

一氧化碳自然存在，是一种转录因子，通过其与基于卟啉亚铁的传感器蛋白形成复合物。

在现代抗生素出现之前，含有汞（例如硫柳汞）和砷（例如萨尔瓦散）的有机金属化合物作为非选择性抗菌剂在医学上的使用已有很长的历史。

此外，已经进行了利用外源性半合成配体的研究； 特别针对多巴胺转运蛋白，观察到在奖励促进行为（激励显着性）和习惯化方面的结果功效增加，即苯托烷化合物

由于一氧化碳作为气体递质的重要性，释放一氧化碳的有机金属化合物也受到积极研究。

在生物有机金属化学领域内，研究合成有机物的命运。