Die Elemente des Lebens und der Medikamente

Welche Elemente sind für das menschliche Leben essentiell? Hier unternehmen wir eine elementweise Reise durch das Periodensystem und versuchen zu bewerten, ob die Elemente essentiell sind oder nicht, und wenn ja, ob es einen relevanten Code für sie im menschlichen Genom gibt. Es gibt viele Schwierigkeiten, wie zum Beispiel, dass die menschliche Biochemie mehrerer sogenannter essenzieller Elemente nicht gut verstanden ist, und es ist unklar, wie wir Elemente klassifizieren sollten, die an der Zerstörung eindringender Mikroorganismen beteiligt sind, oder Elemente, die für Mikroorganismen essentiell sind, mit denen wir in Symbiose leben. Im Allgemeinen kodieren Gene nicht für die Elemente selbst, sondern für spezifische chemische Spezies, d.h. für das Element, seinen Oxidationszustand, die Art und Anzahl der koordinierten Liganden sowie die Koordinationsgeometrie. Heute steht das biologische Periodensystem in einer ähnlich positionierten Lage wie Mendeleevs chemisches Periodensystem von 1869: Es gibt Lücken, und wir müssen mehr Forschung betreiben, um sie zu schließen. Das Periodensystem bietet auch Potenzial für neuartige therapeutische und diagnostische Mittel, basierend nicht nur auf essenziellen, sondern auch auf nicht-essentiellen Elementen und Radionukliden. Obwohl das Potenzial der anorganischen Chemie in der Medizin vor mehr als 2000 Jahren erkannt wurde, befindet sich dieses Forschungsfeld noch in den Kinderschuhen. Zukünftige Fortschritte im Design anorganischer Medikamente erfordern mehr Wissen über ihren Wirkmechanismus, einschließlich Zielorte und Metabolismus. Die zeitliche Spezifikation von Elementen in ihren biologischen Umgebungen auf atomarer Ebene ist eine große Herausforderung, für die dringend neue Methoden benötigt werden.