周期表を見ると、何が思い浮かびますか？スクラブルボードの駒？多分あなたはあなたの高校の化学の授業について考えます。大学の講堂の壁に貼られたカラフルなテーブルを想像してみてください。お気に入りの先生が教室の前で何かに火をつけたことを覚えているかもしれません。私はリッチモンド大学の化学の助教授であり、「周期表」というフレーズを聞くと、生命について考えます。
私たちを取り巻く分子や化学物質が私たちの日常をどのように決定するかについて考えます。活動はそのテーブルの要素で構成されています-それらは私たちの生活を維持し、世界に美しさをもたらし、医学に不可欠です。
周期表の各列はグループと呼ばれます。グループのすべてのメンバーは、同様の化学特性をもたらす可能性のある同様の電子配置を持っています。グループ15の元素–窒素、リン、ヒ素、アンチモン、ビスマス、モスコビウム–私の研究室だけでなく、人生においても極めて重要な役割を果たしているため、私にとって興味深いものです。私たちが研究している要素の1つは、細胞の運命におけるその不可欠な役割。
ただし、これらの詳細に入る前に、グループ15の各要素について簡単に見てみましょう。それらは、その歴史、用途、特性の中でユニークなセットです。
グループ15–生命を与えて死に至らしめる
大気中の窒素（N）（N₂）は約私たちが呼吸する空気の78％。植物の根の中に住むバクテリアが窒素固定と呼ばれるプロセスによってそれを使用可能な形に変換するとき、この元素の形の窒素は、例えばタンパク質やDNAなどの生命に必要な多くの化合物に組み込まれます。コラムの一番下にあるのはモスコビウム（Mc）です。これは、自然界には実際には存在しないため、興味深いものです。これは、実験室でのみ生成され、1秒未満しか存続しない放射性元素です。
ヒ素（As）は、中毒と関連しているため、よく知られているかもしれません。 1494年、ルネッサンス期のイタリアのヒューマニスト哲学者であるピコデラミランドラは、ヒ素によって毒殺されましたが、彼の早期の死を取り巻く詳細はまだ議論されています。ナポレオンボナパルトは1821年にヒ素曝露で死亡したと長い間信じられていましたが、彼の人生のさまざまな段階からの保存された髪のサンプルを徹底的に比較した後、研究者はヒ素のレベルの増加は当時の保存技術による可能性が高いと結論付けました。最近では、世界保健機関は、バングラデシュのヒ素で汚染された飲料水が2001年に9,000人以上の死者を出したと推定しました。
元素アンチモン（Sb）が3つの酸素原子と結合して三酸化アンチモンを形成する場合、家具、カーペットの難燃剤として広く使用されています。 、ドレープ、ゴム、プラスチック、接着剤。これらの家庭用品に含まれるこの分子の量は非常に少ない傾向があり、これらのレベルのアンチモンは安全であると見なされています。
ビスマス（Bi）は、周期表の多くの有毒金属と同じ行にある金属です。ただし、ビスマスを含む化合物は無害です。ビスマス化合物は、独特で望ましい銀色のきらめきのために化粧品に含まれています。ビスマスを含むパーソナルケア製品を使用したことがない場合でも、胃のむかつきの治療に使用される有名な制酸剤ペプトビスモル®や、7月4日の花火を見ているときに遭遇した可能性があります。ドラゴンエッグ花火のパチパチという音を発生させるビスマス化合物です。
グループ15の最後の元素はリン（P）です。 1669年に錬金術師ヘニッヒブラントによって発見され、光をもたらすことを意味するギリシャ語の「ホスホロス」にちなんで名付けられました。これは、元素の形が大気中の酸素と相互作用すると、輝く光を生成するためです。化学者は、マッチの開発のためのこの反応。マッチの赤い先端には、今日でも一種のリンが含まれています。
リン酸塩–癌細胞の運命を調節する
元素によって生成される火花に加えて、リンはリン酸塩として知られている化合物に含まれています：リンは4つの酸素原子に結合しています。細胞内では、リン酸分子がタンパク質に結合すると、タンパク質をオンまたは活性化して、成長を刺激するなど、細胞内でその機能を実行できるようになります。
リン酸塩がタンパク質に付着しなくなると、細胞は成長を停止します。あなたはそれを上記の試合とほとんど同じように考えることができます-リン酸塩がそこにあるとき、試合は発火し、ビジネスを進めることができます。リン酸塩が除去されると、マッチは単なるスティックであり、ライトは提供されません。暗闇の中でできることはそれほど多くありません。
癌細胞では、リン酸の状態は制御不能です。たくさんの火のついたマッチと非常に明るい部屋を想像してみてください。この活動は、細胞に深刻な結果をもたらす可能性があります。たとえば、無秩序な成長と移動は癌につながる可能性があります。
リッチモンド大学の私の研究室では、これらのリン酸塩と、特にそれらと相互作用する1つのタンパク質を理解することに関心があります。 MEMO1と呼ばれるこのタンパク質は、乳がん患者に大量に見られ、リン酸塩が常にタンパク質に付着し続けるのを助けます。 MEMO1がこれらのリン酸塩とどのように相互作用するかを理解しようとしており、これらの相互作用を妨害する戦略を開発しています。
私たちの仕事が、リン酸塩を除去して細胞の未チェックの成長を止める、つまりマッチを吹き飛ばすのに役立つ方法を明らかにすることを願っています。
だから、次に聞くとき「周期表」という言葉は、人生を考えてください。あなたが毎日のあらゆる瞬間に遭遇する分子を考え、あなたを健康に保つ薬を考え、そしてあなたをそのように保つ方法を理解するために働いている私たちの人々を考えてください。