metalloproteïnen

Metalloproteïnen zijn eiwitten die een metaalion als integraal cofactor bevatten. Het metaal kan optreden als prosthetische groep of een rol spelen in katalyse, elektronentransfer of het behoud van de eiwitstructuur. De metalen zijn vaak permanent of tijdelijk gebonden en zijn essentieel voor de activiteit van het eiwit. Metalloproteïnen komen wijdverbreid voor in alle levende organismen en spelen een sleutelrol in processen zoals ademhaling, fotosynthese en stofwisseling.

Een belangrijke groep zijn de heemproteïnen, waarin ijzer via een heemgroep gebonden is (bijv. hemoglobine, myoglobine en veel cytochromen). Niet-heem metalloproteïnen bevatten metalen die niet via een heemgroep zijn gebonden; voorbeelden zijn ijzer-zwevende clusters in ferredoxines, koolzuuranhydrase (zink) en verschillende metallo-enzymen zoals koolhydraten- en proteasen. Coppere proteïnen komen voor in cytochrome c oxidase en plastocyanine; mangaan-enzymen zoals Mn-SOD spelen een rol in oxidatieve stress. Zinkbindende eiwitten, waaronder zinkvingen, zijn vaak betrokken bij DNA-bindings en regulatie. Ferritine slaat ijzer op, transferrine transporteert ijzer door het bloed.

De functies van metalloproteïnen omvatten katalyse (bijvoorbeeld koolzuuranhydrase en bepaalde metalloproteasen), elektronentransfer en structurele stabilisatie. Metalen kunnen helpen bij het activeren van watermoleculen, het stabiliseren van reactieve intermediairen of het mogelijk maken van electron-transportketens. Een correcte metallering is essentieel voor de werking; disbalans kan leiden tot verlies van functie of toxiciteit en is gekoppeld aan diverse ziekten.

Metalloproteïnen vereisen zorgvuldige homeostase van metalen, met moleculaire chaperones en geavanceerde metalleringprocessen. Onderzoek naar metalloproteïnen maakt gebruik van spectroscopie, röntgendiffractie en metallomics om structuur en functie te begrijpen.