Metallikofaktoreista

Metallikofaktoreista tarkoitetaan metallisia ioneja tai metalliyhdisteitä, jotka sitoutuvat proteiineihin ja muodostavat metalloproteiineja tai metalloentsyymejä. Niiden läsnäolo on usein välttämätöntä entsyymien katalyysille, redox-reaktioille sekä substraattien sidonnalle ja proteiinin rakenteen vakaudelle. Metallikofaktorit voivat olla aktiivisen keskuksen suoria osia tai tukea proteiinin rakennetta.

Yleisimmät metallikofaktorit ovat rauta (Fe), sinkki (Zn), mangaani (Mn), kupari (Cu), nikkeli (Ni), koboltti (Co), molybdeeni (Mo) ja volframi (W). Esimerkkejä niiden tehtävistä: Fe- ja Fe-S klusterit sekä heme-ryhmät mahdollistavat monia oksidoreduktio-reaktioita; Zn toimii katalyyttisissä keskuksissa sekä proteiinirakenteen stabiloinnissa; Ni esiintyy ureaseissa; Co esiintyy kobalamiinissa; MoCo-kofaktori on tärkeä useissa oksidoreduktaseissa; W esiintyy joissakin arkeaalisissa entsyymeissä.

Metallit sitoutuvat koordinoitumalla aminohappojen ligandeihin, kuten histidiiniin tai cysteiiniin, sekä vesi- tai muihin ligandeihin. Fe-S klusterit koostuvat raudan ja sulfidi-ioniiden yhdisteistä ja toimivat elektroninsiirroissa; heme-keskukset sisältävät rautaa porfyriinirungon keskellä.

Biologisesti oikea metallien saatavuus ja metallointi ovat tärkeitä solujen homeostasi kannalta. Metallochaperonit ja sideroforit osallistuvat metallien toimitukseen soluissa. Häiriöt metallien tasapainossa voivat johtaa toimintahäiriöihin ja sairauksiin.