Metales de Transición

1. Los roles bioquímicos
de los
metales de transición

2. IMPORTANCIA BIOMEDICA
El mantenimiento de la salud y
vitalidad requieren la ingestión de
distintos niveles de numerosos
elementos inorgánicos, entre ellos:
● Hierro (Fe)
● Manganeso (Mn)
● Zinc (Zn)
● Cobalto (Co)
● Cobre (Cu)
● Niquel (Ni)
● Molibdeno (Mo)
● Vanadio (V)
● Cromo (Cr)

3. Los seres humanos requieren cantidades
mínimas de varios elementos inorgánicos
LOS METALES DE TRANSICIÓN SON ESENCIALES
PARA LA SALUD
Micronutrientes
● Yodo
● Hierro (Fe)
● Manganeso (Mn)
● Zinc (Zn)
● Cromo (Cr)
● Selenio
● Cobalto (Co)
● Cobre (Cu)
● Niquel (Ni)
● Molibdeno (Mo)
● Vanadio (V)

5. Los metales de transición
son multivalentes
La oxidación de los metales
de transición puede producir
estados de valencia
múltiple.
Los iones metálicos de transición
son potentes ácidos de Lewis
Poseen orbitales de valencia
vacíos capaces de asociarse de
forma no covalente o “aceptar” un
único par de electrones de
segunda molécula “donante”

6. TOXICIDAD DE LOS METALES
PESADOS
● Arsénico
● Antimonio
● Plomo
● Mercurio
● Cadmio

7. Desplazamiento de un
catión esencial
Capacidad de un metal pesado para desplazar
un metal funcionalmente esencial puede
conducir con facilidad a la pérdida o deterioro
de la función

8. Inactivación
enzimática
Forman fácilmente aductos con
grupos sulfhidrilos libres. Si está
presente en las proteínas, la
información de estos aductos socava
la integridad estructural de la
proteína, con el deterioro
concomitante de la función.
Formación de especies
reactivas de
oxígeno
Los metales pesados pueden inducir la
formación de especies reactivas de
oxígeno (ROS), que pueden dañar el
DNA, los lípidos de membrana y otras
biomoléculas.

9. TOXICIDAD DE LOS METALES DE
transición
Pueden ser nocivos si hay exceso de estos en el cuerpo
Incluyen el sistema de hepcidina para la regulación del hierro para
evitar su acumulacion a niveles perjudiciales.
Ejemplos
Sintomas Tratamiento
● Dolor abdominal
● Vomitos
● Calambres musculares
● Confusion
● Entumecimiento
● Administración de agentes quelantes de
metales
● Diureticos
● La hemodialisis

10. LOS ORGANISMOS VIVOS AGRUPAN
METALES DE TRANSICIÓN DENTRO
DE COMPLEJOS ORGANOMETÁLICOS
La complejación mejora la
solubilidad y controla la
reactividad de iones
metálicos
Los niveles de metales de transición en el cuerpo
son bajos.
Se encuentran asociados de modo directo con
proteinas a traves de atomos de
● Oxigeno
● Nitrogeno
● Azufre

11. Importancia de
la capacidad
multivalente
Los ligandos adyacentes
pueden modificar el
potencial redox
La función fisiológica de los cofactores
su grupos prostéticos que contienen
metales de transición depende de la la
conservación de un estado de oxidacion
apropiado de iones multivalentes
Los complejos organometalicos, pueden
modificar el potencial Redox y la potencia
acida de Lewis de los iones.

12. La complejación puede organizar múltiples
iones metálicos en una sola unidad funcional
LA FORMACIÓN DE COMPLEJOS ORGANOMETALICOS
PERMITE QUE IONES METÁLICOS EN UNA SOLA UNIDAD
FUNCIONAL.
En Ureasa la presencia de átomos de Ni dentro del
sitio activo permite que la enzima polarice
electrones.

13. ROLES FISIOLÓGICOS DE LOS
METALES DE TRANSICIÓN
ESENCIALES

14. Hierro
Metal de
transicion
En hemoglobina
Fe+
Centro dihierro
Funciones en
reacciones redox
Participación en
reacciones no redox
Los átomos de hierro de
las metaloproteinas
participan en la catálisis de
reacciones de oxidación-
reducción o redox
Las enzimas que
contienen un átomo de
Hierro combinado con un
segundo metal catalizan la
hidrolisis de los
fosfomono-esteres.

15. Manganeso
El Mn en el cuerpo se encuentra
en las mitocondrias:
● Isocitrato deshidrogenasa
● Glutamato sintetasa y arginasa
● Piruvato carboxilasa
● Fosfoenolpiruvato carboxicinasa
Presentes en estado de oxidacion +2

16. Zinc
Cobalto
Capa de valencia de Zn2+ posee conjunto completo de
electrones.
No adoptan estados de oxidación alternativos
Iones Zn2+ redox inertes presentan un riesgo mínimo de
generar especies dañinas de ROS
Compuesto de las betalactamasas para neutralizar
antibioticos lactamicos.
● Componente principal de B12
● Transferencia catalizada por
enzimas de un grupo

17. Cobre
Componente funcionalmente
esencial de aprox. 30
metaloenzimas diferentes
Niquel
Varias enzimas que contienen
níquel están presentes en
organismos bacterianos

18. Roles catalíticos de
la molibdopterina
● Metaloenzima sulfito oxidasa
● Xantina oxidasa
- Deficiencia de sulfito oxidasa
Molibdeno
● Componente clave del
cofactor molibdopterina
filogenéticamente universal
● Sirve como un grupo
protésico catalíticamente
esencial para muchas
enzimas.
Metaloenzimas de hierro
y molibdeno

19. Vanadio
Aunque nutricionalmente
esencial, la función del vanadio
sigue siendo enigmática.
Pero se encuentra en todo el
cuerpo tanto en sus estados de
oxidación +4, como en +5
Cromo
Función desconocida en el cuerpo
humano. Algunas personas siguen
consumiendo suplementos con Cr,
por sus supuestas propiedades
que facilitan la pérdida de peso

20. ABSORCIÓN Y TRANSPORTE DE
METALES DE TRANSICIÓN
Solo una pequeña porción ingeridos cada
dia se absorbe en nuestros cuerpos
Ineficiencia
De la absorción intestinal puede reflejar la
combinación de los requisitos del cuerpo humano
para estos elementos y necesidad de amortiguar
cantidades excesivas de metales tóxicos