金属酵素定義

金属酵素は、そのタンパク質部分と金属の間に強いリンクを持つ酵素タンパク質であり、そこでは金属が分子に埋め込まれています。金属は通常イオンの形であり、その主な役割は酵素反応で機能することです。金属は、原子の結合に直接的な役割を果たすことがあります。それ以外の場合は、酵素反応後のタンパク質の安定化に役立つようになります。体内の生物学的プロセスを調節する多くの酵素は、メタロ酵素です。

1. 金属の位置

   • 金属は電子透過のプロセスに役立ちます。それらは酵素の活性部位にあり、そこでは、他の物質から電子を引っ張って結合を形成する電気物質 - 電子愛質の物質として作用します。

   関数

   • 金属酵素は、反応で機能するために他の金属の存在を必要とします。 Glaxo Research LaboratoriesのCynthia L. LowryとHarry Le Vine IIIは、2004年に金属の存在が反応に起因するタンパク質の立体構造を安定化するのに役立つことを観察しました。これらの金属は、反応する他の金属が存在しないという理由だけで、さらなる反応性を防ぐことで機能します。他の化合物による活性結合部位の競合は、金属酵素の活性も制限します。

   タイプ

   • ヘモグロビン、アルコールデヒドロゲナーゼ、シトクロムなど、いくつかのタイプのメタロ酵素があります。アルコールデヒドロゲナーゼには亜鉛が含まれており、亜鉛はNAD+コエンザイムを使用してアルコールを酸化します。シトクロムに含まれる鉄（膜膜タンパク質）は、電子輸送鎖の電子をキャリーし、受け入れます。シトクロムオキシダーゼは、銅イオンを利用して元の基質から酸素分子に電子を移します。酵素反応において基質をその活性部位に接続するための形状を変化させます。

   規制

   • メタロ酵素は、食事、類似体との競争、pHレベルの変化など、いくつかの方法によって調節されます。他の種類の金属酵素は、金属の食事摂取によって制限されています。
     類似体は、金属酵素と同様の酵素活性を持つ大きな分子です。これらの類似体は、酵素反応の遷移状態中に結合のために金属酵素と競合します。これにより、金属酵素が利用できる結合量が減少します。
     pHレベルの変化は、酵素反応に関与する原子と分子間の電子交換を防ぐことができます。金属は通常、これらの電子を目的地に引っ張ったり伝導したりするのに役立ちますが、pHレベルの変化はこのアクティビティをブロックする可能性があります。

   亜鉛と金属酵素

   • 亜鉛は、多くの重要な酵素の活性と、タンパク質の生合成と体内の使用の両方において重要な役割を果たします。亜鉛の存在下では、体は乳酸、および酵素アルカリホスファターゼ、炭酸アンチラーゼ、カルボキシペプチダーゼだけでなく、乳酸を産生します。亜鉛欠乏は多くの生物学的プロセスを大幅に阻害し、成長遅延と脾臓と肝臓の拡大に関与しています。米国科学進歩協会と金属酵素研究センターによると、アルツハイマー病における亜鉛のメタロ酵素の役割は研究の対象です。