Biometallorganische Chemie

Gegenstand und Bedeutung

Die biometallorganische Chemie ist ein Teilgebiet der Chemie. Sie untersucht biologisch aktive Moleküle mit einer direkten Kohlenstoff–Metall- oder Kohlenstoff–Halbmetallbindung. Solche Verbindungen sind wichtig, weil sie an biologischen Prozessen beteiligt sein oder medizinisch und toxikologisch wirksam sein können.

Das Fach verbindet metallorganische Chemie, Biochemie und Medizin. Zu seinen Zielen gehören die Entwicklung neuer Medikamente und die Untersuchung der Toxikologie, also der schädlichen Wirkungen, metallorganischer Verbindungen.

Verbindungen und natürliche Vorkommen

Untersucht werden unter anderem klassische Übergangsmetallkomplexe. Das sind Verbindungen eines Übergangsmetalls mit gebundenen Teilchen, den sogenannten Liganden. Als Liganden nennt der Artikel Kohlenstoffmonoxid, Ethylen und Cyclopentadien.

Daneben gehören Biomoleküle wie Aminosäuren, Zucker oder Antikörper zum Forschungsgebiet, wenn sie eine direkte Kohlenstoff–Metallbindung besitzen und bei biologischen Prozessen eine Rolle spielen. Einige Enzyme und Proteine sind natürlich vorkommende biometallorganische Moleküle.

Wichtige historische Entwicklungen

1909 entwickelten Paul Ehrlich und Sahachiro Hata Arsphenamin, nachdem zuvor bereits die Wirkung von Quecksilber, Iod und Arsen als mögliche Mittel gegen Syphilis untersucht worden war. Arsphenamin gilt als Meilenstein der biometallorganischen Chemie und markierte zugleich den Beginn der Chemotherapie. Die Entdeckung führte zu weiteren Untersuchungen biometallorganischer Arsenverbindungen und zur Entwicklung von Therapeutika wie Neosalvarsan, das auch mit Quecksilber kombiniert wurde, und Solusalvarsan.

1948 entdeckte Karl August Folkers die Natur des Vitamins B12. In den 1960er Jahren wurden schließlich die cytostatischen Eigenschaften von Cisplatin entdeckt. „Cytostatisch“ bedeutet, dass die Vermehrung beziehungsweise das Wachstum von Zellen gehemmt wird.