Metalloensüümid

Metalloensüümid on ensüümid, mille aktiivne keskus sisaldab metalli iooni või metalloorganilist kofaktorit. Metallid toimivad sageli katalüütiliste keskustena, osalevad redoksreaktsioonides ja stabiliseerivad vaheprodukte, ning see võimaldab laiemat reaktsioonide spektrit ja suuremat katalüütilist efektiivsust.

Levinuimad metallid on raud (Fe), mangaan (Mn), vask (Cu), tsink (Zn), nikli (Ni), molübdeen (Mo) ja volfram (W). Neid esineb nii otse iioonidena kui ka klastrite ning heme- või Fe-S komplekssüsteemide osana. Metalloensüümide aktiivsed keskused on tavaliselt koordineeritud mitmete aminohapete jäägiga, näiteks histidiin, aspartaat ja glutamaat. Fe-S klastrid, nagu [4Fe-4S] ja [2Fe-2S], ning heme-prostetaalsed grupid annavad koordineerimisvõimalused ja redoksomadused. Mõned ensüümid kasutavad eraldi nikli või vask-keskusi.

Metalloensüümide süntees ja metallide hankimine nõuavad spetsialiseeritud transporti ja koordineerimismehhanisme, et tagada õige koordineerimine ja minimaalne toksilisus. Metallide homeostaas on oluline nende funktsiooni säilitamiseks.

Metalloensüümid on kriitilised paljudes biokeemilistes protsessides, sealhulgas ainevahetuses, fotosünteesis, lämmastikuringluses ja keskkonna biotöötluses. Nende uurimine edendab meditsiini, biotehnoloogiat ja tööstuslikke biokatalüsaatoreid.