Introduzione alla Chimica Bioinorganica. Presenza, disponibilità e funzioni di elementi inorganici negli organismi viventi. Elementi essenziali nell’uomo. Diagramma dose-risposta. Principi di chimica di coordinazione. Aspetti termodinamici. Teoria degli acidi e basi hard e soft. Effetto di chelazione. Serie di Irvin-Williams. pKa di leganti coordinati a metalli. Teoria del campo di leganti. Aspetti cinetici. Velocità di scambio di leganti. Reazioni di trasferimento di elettrone. Leganti biologici per ioni metallici. Geometrie di coordinazione e struttura elettronica di complessi bio-inorganiche. Stato entatico nella catalisi enzimatica. Leganti tetrapirrolici e macrociclici.Ionofori. Nucleobasi, nucleotidi, acidi nucleici e proteine come leganti. Selezione, assorbimento e organizzazione di unità contenenti metalli in biologia. (12 h) Associazione spontanea di cluster metallici. Siderofori naturali e sintetici. Strategie di arricchimento. Controllo ed utilizzo di concentrazioni di ioni metallici nelle cellule. Effetti benefici e tossici di ioni metallici. Regolazione di un metallo benefico, il ferro. Transferrina. Effetti benefici e tossici di ioni metallici. Regolazione di un metallo benefico, il ferro. Transferrina. Un esempio di metallo tossico, il mercurio. Azione genotossica dello ione cromato. (6h) Generazione ed uso di gradienti di concentrazioni di ioni metallici. Potenziale di membrana. Pompe e canali ionicii. Recettore dell’acetilcolina. Canale del sodio. Funzioni del metallo in metallo-proteine. Funzioni di metalloenzimi. Attivazione di substrati tramite meccanismi nonredox. Carbossipeptidasi A e Termolisina. Meccanismo d’azione della fosfatasi alcalina. Esempio di liasi : anaidrasi carbonica. Esempio di ossidoreduttasi : alcool deidrogenasi. Chimica di trasferimento di atomo e di gruppo. (10h) Trasporto dell’ossigeno : emoglobina e mioglobina. Emeritrina ed emocianina. Composti modello. Reazioni di trasferimento di atomo di ossigeno. Monoossigenasi. Citocromo P-450. Tirosinasi. Metanoosigenasi. Sistemi modello. Enzimi contenenti molibdeno. Metallo enzimi protettivi: Cu-Zn superossido dismutasi. Catalasi. Perossidasi. (14h) Interazioni eme-farmaci antifungini. Meccanismi di immagazzinamento del ferro. Ferritina ed emosiderina. Disordini metabolici del rame e dello zinco. Proteine di trasferimento elettronico. Proteine ferro-zolfo. (8h) Tecniche spettrometriche di massa avanzate per lo studio di specie bioinorganiche.(4h) cis-Platino; complessi bimetallici Platino-Rodio; complessi di Platino (IV) Funzioni biologiche di elementi inorganici non metallici. Metalli in medicina. Le Cobalamine : complessi organometallici che incapsulano il Cobalto. (8h) Ioni metallici nei radiofarmaci: selezione e produzione di radionuclidi per applicazioni in diagnostica e terapia. Boro e Gadolinio nella terapia a cattura neutronica. Agenti terapeutici contenenti oro. (6h)

S. J. Lippard, J. M. Berg, "Principles of Bioinorganic Chemistry" University Science Books (disponibile nella biblioteca di Dipartimento G. Giacomello in varie copie) W. Kaim, B. Schwederski,"Bioinorganic Chemistry: Inorganic Elements in the Chemistry of Life", John Wiley and Sons E. Alessio, "Bioinorganic Medicinal Chemistry", Wiley-VCH I. Bertini, H. B. Gray, E. I. Stiefel, J. S. Valentine, "Biological Inorganic Chemistry- Structure and Reactivity" University Science Books