일반적인 금속 이온

금속 이온은 많은 효소의 생물학적 기능에서 필수적인 역할을합니다. 금속-, 리간드-및 효소-브리지 복합체는 상이한 유형의 금속 단백질 상호 작용 중 일부이다.
금속은 전자 공여자 또는 수용체, 루이스 산 또는 구조 조절제 역할을 할 수 있습니다. 촉매 메커니즘에 직접 관여하는 사람들은 그들의 남성 상태를 나타내는 비정상적인 물리 화학적 특징을 가지고 있습니다. 금속은 카르복시 펩 티다 제 A, 간 알코올 탈수소 효소, 아스 파르 테이트 트랜스 카르 바 일 일 라제 및 알칼리성 포스파타제와 같은 메탈로 엔자임에서 다양한 역할을하는 반면, 뉴클레오티드 폴리머 라제는 정상적인 성장 및 발달에서 아연의 중요성을 강조한다.

금속 이온과 효소의 상호 작용 :

이들은 기판과 금속 이온 사이의 상호 작용으로, 실제 기질로서 작용하는 복합체의 형성을 초래한다.
기질-금속 복합체는 효소-하류 복합체가 형성되기 전 또는 후에 발생할 수있다.
두 번째 모델은 금속이 먼저 단백질에 부착 된 다음 기질 상호 작용의 위치 역할을한다는 것을 나타냅니다.
금속은 결합 부위, 효소 촉매 장치의 성분 또는 둘 다로 사용될 수 있습니다. Carboxypeptidase A에서 아연의 역할은이 두 가지 가능성의 예입니다.
아연 원자는 말단 카르 보닐 산소 원자를 통해 펩티드 기질과 상호 작용하는 것으로 생각된다. 가수 분해에 민감한 것은 펩티드 결합이다. 금속-서류 연결을 형성 할 가능성에도 불구하고, 금속은 펩티드 기질 결합에 필요한 것으로 보인다.
비록 그들이 가수 분해되지 않더라도, 펩티드는 금속이없는 아포 엔자임 및 메탈로 엔자임에 결합한다. 결과적으로, 금속은 펩티드 기질에 대한 촉매 부위로서 작용할 가능성이있다.
카르복시 펩 티다 제 에스테르 기질은 반면에 아포 엔자임에 결합하지 않는다.
에스테르 및 펩티드 기판에서 작동하는 카르복시 펩 티다 제에서 발견 된 다양한 동역학 불일치는 기판과 금속 사이의 상호 작용 방식의 변화에 기인한다.
금속은 세 번째 시나리오에서 활성 부위 이외의 효소의 장소에서 작용할 것입니다. 그러한 경우, 금속은 단백질 구조를 유지하면서 단백질 구조를 간접적으로 영향을 미치거나 단백질의 다소 또는 덜 활성 형태를 안정화시킴으로써 활성을 조절할 수있다.
후자의 시나리오는 금속-단백질 상호 작용이 주변 금속 이온 농도를 조정함으로써 더 잘 제어 될 수있는 금속 활성화 효소에 대해 더 가능성이 높다. 이러한 체계가 서로 호환되지 않는 것은 아니며 특정 메탈로 엔자임은 기능적으로 별개의 유형의 금속 이온을 포함하는 것으로 밝혀졌습니다.

금속 이온의 역할 :

산화 공정을 촉진하는 효소에서 발견되는 가장 일반적인 금속은 철, 구리 및 몰리브덴입니다.
금속 이온은 대다수의 경우 전자 전달 공정에 직접 참여하고 산화 상태의 주기적 이동을 겪습니다. 일부 경우, 과산화수소의 철분이 촉진 된 분해와 같은 경우, 유리 금속은 그 자체로 촉매 할 수 있지만, 카탈라아제는 철 단독보다 강력한 백만 배 더 강력하지만.
결과적으로, 촉매 과정의 중요한 특징 중 다수는 메탈로 엔자임의 단백질 성분에 의해 기여된다. 아연은 알코올 탈수소 효소의 성분과 같은 산화 반응에 참여하지만 효소 촉매제 동안 산화 상태 이동을 겪지 않습니다.
아연 양이온의 전기 구성은 D10이며 단일 전자를 수용하거나 기증하는 경향이 최소화됩니다. 대신, 그것은 레위 산 역할을하여 전기 음성 공여체와 상호 작용하여 화학 결합의 극성을 높여 원자 또는 그룹을 전달할 수있게한다. 간단한 금속 킬레이트 치환 공정은 일반적으로 개방 조정 위치 또는 왜곡 된 배위 구체를 갖는 중간체를 포함합니다. 아연 (및 코발트)은 변형 된 지오메트리를 쉽게 취할 수 있으며, 이는 탄산 무수물, 카르복시 펩 티다 제 및 알칼리성 포스파타제와 같은 치환 과정에 참여하기에 좋은 후보가 될 수 있습니다.

결론 :

일부 효소가 반응을 촉매하려면 금속 이온이 필요합니다. 전자를 유치하거나 기증하는 금속 이온의 용량은 촉매 공정에 기여합니다. 배위 연결은 일부 금속을 기판에 결합합니다.
다른 사람들은 효소 분자의 3 차 및 4 차 구조를 그대로 유지하는 데 도움이됩니다.