Η βασική διαφορά μεταξύ των μεταλλοενζύμων και των ενεργοποιημένων μετάλλων ενζύμων είναι ότι τα μεταλλοένζυμα έχουν ένα σταθερά συνδεδεμένο μεταλλικό ιόν ως συμπαράγοντα, ενώ τα ιόντα μετάλλου στα ενεργοποιημένα ένζυμα μετάλλων δεν είναι σταθερά συνδεδεμένα.
Η δραστηριότητα ορισμένων ενζύμων εξαρτάται από ιόντα μετάλλων επειδή αυτά τα μεταλλικά ιόντα δρουν ως συμπαράγοντες. Αυτά τα ένζυμα χωρίζονται σε δύο μεγάλες κατηγορίες ως μεταλλοένζυμα και ένζυμα ενεργοποιημένα με μέταλλο. Επομένως, αυτά τα ένζυμα είναι διαφορετικά μεταξύ τους ανάλογα με την παρουσία ή την απουσία στενά συνδεδεμένων μεταλλικών ιόντων. Ας συζητήσουμε περισσότερες λεπτομέρειες για αυτά τα ένζυμα.
Τι είναι τα Μεταλλοένζυμα;
Τα μεταλλοένζυμα είναι ένζυμα που περιέχουν ένα στενά συνδεδεμένο μεταλλικό ιόν. Αυτό το μεταλλικό ιόν σχηματίζει συντεταγμένους ομοιοπολικούς δεσμούς με τα αμινοξέα του ενζύμου ή με μια προσθετική ομάδα. Επιπλέον, δρα ως συνένζυμο και προσδίδει τη δραστηριότητα του ενζύμου. Όταν εξετάζουμε τη θέση του μεταλλικού ιόντος στο ένζυμο, συνήθως εμφανίζεται σε μια συγκεκριμένη περιοχή στην επιφάνεια του ενζύμου. Επομένως, το ιόν δεν διαταράσσει τη σύνδεση του υποστρώματος με την ενεργή θέση. Μερικές φορές, τα ένζυμα απαιτούν περισσότερα από ένα μεταλλικά ιόντα για τη δραστηριότητά τους. Σε σπάνιες περιπτώσεις, απαιτούν επίσης δύο διαφορετικά μεταλλικά ιόντα. Τα πιο κοινά μέταλλα που εμπλέκονται σε αυτό είναι ο Fe, ο Zn, ο Cu και το Mn. Τα μεταλλοένζυμα που περιέχουν μεταλλικά κέντρα εκτός του σιδήρου (κέντρα που δεν είναι αιμικά) είναι ευρέως διαδεδομένα στη φύση.
Εικόνα 01: Ενζυμική δράση
Παραδείγματα μεταλλοενζύμων:
- Αμυλάση, θερμολυσίνη δεσμεύονται με Ca2+ ιόντα
- Διολδεϋδράση, αφυδρατάση γλυκερόλης δεσμεύονται με Co2+
- Οξειδάση του κυτοχρώματος c, ντοπαμίνη-β-υδροξυλάση περιέχει Cu2+
- Η καταλάση, η νιτρογενάση, η υπεροξειδάση, η ηλεκτρική αφυδρογονάση περιέχουν Fe2+
- Αργινάση, λυάση ιστιδίνης-αμμωνίας, πυροσταφυλική καρβοξυλάση περιέχει Mn2+
Τι είναι τα ενεργοποιημένα ένζυμα μετάλλων;
Τα μεταλλικά ενεργοποιημένα ένζυμα είναι ένζυμα που έχουν αυξημένη δραστηριότητα λόγω της παρουσίας μεταλλικών ιόντων. Τις περισσότερες φορές, αυτά τα μεταλλικά ιόντα είναι είτε μονοσθενή είτε δισθενή. Ωστόσο, αυτά τα ιόντα δεν συνδέονται στενά με το ένζυμο όπως στα μεταλλοένζυμα. Το μέταλλο μπορεί να ενεργοποιήσει το υπόστρωμα, επομένως να εμπλέκεται άμεσα με τη δραστηριότητα του ενζύμου. Αυτά τα ένζυμα απαιτούν ιόντα μετάλλων σε περίσσεια. Π.χ.: περίπου 2-10 φορές υψηλότερη από τη συγκέντρωση του ενζύμου. Είναι επειδή δεν μπορούν να συνδεθούν μόνιμα με το μεταλλικό ιόν. Ωστόσο, αυτά τα ένζυμα χάνουν τη δραστηριότητά τους κατά τον καθαρισμό του.
Παραδείγματα μετα-ενεργοποιημένων ενζύμων:
- Η πυροσταφυλική κινάση απαιτεί K+
- Οι φωσφοτρανσφεράσες απαιτούν Mg2+ ή Mn2+
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των μεταλλοενζύμων και των ενζύμων ενεργοποιημένων μετάλλων;
Τα μεταλλοένζυμα είναι ένζυμα που περιέχουν ένα στενά συνδεδεμένο μεταλλικό ιόν. Ως μοναδικό χαρακτηριστικό, έχουν ένα σταθερά συνδεδεμένο μεταλλικό ιόν ως συμπαράγοντα. Επιπλέον, αυτά τα ένζυμα απαιτούν είτε ένα είτε δύο μεταλλικά ιόντα συνδεδεμένα σε μια συγκεκριμένη περιοχή της επιφάνειας του ενζύμου για τη δραστηριότητά τους. Τα μεταλλικά ενεργοποιημένα ένζυμα είναι ένζυμα που έχουν αυξημένη δραστηριότητα λόγω της παρουσίας μεταλλικών ιόντων που δεν είναι σταθερά συνδεδεμένα. Είναι η βασική διαφορά μεταξύ των μεταλλοενζύμων και των ενεργοποιημένων μετάλλων ενζύμων. Δηλαδή, σε αντίθεση με τα μεταλλοένζυμα, τα ένζυμα που ενεργοποιούνται από μέταλλο δεν έχουν σταθερά συνδεδεμένο μεταλλικό ιόν ως συμπαράγοντα. Επιπλέον, αυτά τα ένζυμα απαιτούν υψηλή συγκέντρωση μεταλλικών ιόντων γύρω τους.
Σύνοψη – Μεταλλοένζυμα έναντι Ενζύμων ενεργοποιημένων μετάλλων
Το ένζυμο, του οποίου η δραστηριότητα εξαρτάται από την παρουσία μεταλλικών ιόντων, είναι δύο τύπων. είναι μεταλλοένζυμα και ένζυμα ενεργοποιημένα με μέταλλο. Η διαφορά μεταξύ των μεταλλοενζύμων και των ενεργοποιημένων μετάλλων ενζύμων είναι ότι τα μεταλλοένζυμα έχουν σταθερά συνδεδεμένο μεταλλικό ιόν ως συμπαράγοντα, ενώ τα μεταλλικά ιόντα σε ένζυμα ενεργοποιημένα μετάλλων δεν είναι σταθερά συνδεδεμένα.
