Manganul Matei Gabriela ElisabetaMihai Cristina - Valeria

IntroducereManganul este poziionat n sistemul periodic n prima perioada de metale tranziionale i face parte din grupa a VII-a secundar, n care elementele sunt caracterizate de prezena a apte electroni de valen, dintre care 2 electroni de tip s i cinci electroni de tip d: ns2 (n-1) d5.

IntroducerePentru organism, manganul reprezint un bioelement esenial.Cantitile n care se gsete n organism sunt de pri per milion.Carena de mangan duce la ntrzieri de cretere, deficiene de reproducere i scurtarea vieii. Nevoile de mangan n organism se situeaz ntre 1- 2,5 mg/zi.Surse bogate n mangan sunt cerealele, legumele, nucile, cafeaua i ceaiul.

Metaloenzime

Manganul care leag arginaza are importan semnificativ n metabolizarea azotului prin ciclul ornitinei. Are loc hidroliza L- argininei cu obinere de uree i L-ornitin.

Arginaza

Fig.1. Structura ornitinei

Fig.2. Ciclul ornitinei

Piruvat carboxilaza are rol n gluconeogenez, ns activitatea enzimei este efectat la un nivel redus de o deficien n mangan la aduli fa de nou nscui.

Piruvat carboxilazaFig.3. Structura piruvat carboxilazei

Galactozil transferaza este implicat n biosinteza polizaharidelor.

Galactozil transferazaFig. 4. Structura 1,4 beta galactozil transferaza

Absorbia, transportul i excreian transportul manganului prin circulaia portal sunt implicate transferina, 2 macroglobulina i albumina, care asigur transportul din snge spre ficat. Nu se cunoate exact modul de absorbie i transport n organism, ns se presupune c manganul utilizeaz aceleai canale ca i calciul sau zincul.

Superoxid dismutazele Superoxid dismutazele (SOD) sunt clase importante de enzime redox care catalizeaz alternativ transformarea radicalului toxic superoxid (O2-) n oxigen molecular (O2) sau n peroxid de hidrogen (H2O2).

Tipuri de superoxid dismutaze

Mn- SODForma precursoare de Mn-SOD matur are o structur de homotetramer, iar fiecare subunitate are un numr de 198 aminoacizi. Fig.5. Forma cristalin a Mn - SOD

Forma unitii de Mn-SOD este trigonal-bipiramidal. La nivelul mitocondriei, dou subuniti de Mn-SOD se cupleaz cu formarea unui dimer avnd situsuri active la nivelul ionilor de Mn, n apropierea interfeei dimerului. La om, doi asftel de dimeri se asociaz, n continuare, ntr-un homotetramer caracterizat de dimensiunile: 60x79x79 .

Fig.7. Formarea dimerului Fig.6. Structura trigonal bipiramidal

Mecanismul reaciei redoxMecanismul prin care funcioneaz SOD-urile este numit mecanism ping-pong i implic o secven de reacii de reducere i oxidare concomitent la nivelul radicalului superoxid i la nivelul metalului.

Reaciile specifice ale Mn-SOD sunt:

Mecanismul implic trecerea ciclic ntre forma oxidat Mn3+ i forma redus Mn2+. n timpul procesului catalitic radicalul O2 necesit 2 protoni pentru a trece sub form de H2O2. Se observ ca i parte a procesului de reducere c n prima reacie o grupare hidroxil este legat de Mn-SOD i este protonat la o molecul de ap legat de enzim cu formare de O2. n cea de a doua reacie, enzima legat de ap, prin protonare n continuare i prin reacie cu radical superoxid, elibereaz o molecul de H2O2.

De asemenea, enzima legat de ap conduce la formare de H2O2 n dou trepte de reacie (ecuaiile trei i patru) prin legarea radicalului superoxid urmat de protonare. n treptele doi i patru de reacie se formeaz Mn3+-SOD(OH-) pentru reluarea ciclului catalitic.

ConcluziiSingura form n care manganul poate fi absorbit n organism este Mn+3, unde are rol important din punct de vedere fiziologic ca i activator, dar i constituent pentru multe enzime, intervenind direct n controlul radicalilor liberi i n metabolismul energetic.La nivelul enzimei Mn-SOD, metalul are rol de cofactor. Mn-SOD este o enzim care catalizeaz concomitent printr-o secven de reacii de oxido-reducere convertirea radicalilor superoxid la oxigen molecular i peroxid de hidrogen.Mn-SOD mpreun cu celelalte clase de superoxid dismutaze protejeaz organismele de radicalii superoxizi care duc la degenerarea celulelor.

Mulumim pentru atenie !