Ключевое различие между металлоферментами и ферментами, активируемыми металлами, заключается в том, что металлоферменты имеют прочно связанный ион металла в качестве кофактора, тогда как ионы металла в ферментах, активируемых металлом, не связаны прочно.
Активность некоторых ферментов зависит от ионов металлов, поскольку эти ионы металлов действуют как кофакторы. Эти ферменты делятся на две основные категории: металлоферменты и ферменты, активируемые металлами. Следовательно, эти ферменты отличаются друг от друга наличием или отсутствием прочно связанных ионов металлов. Давайте обсудим более подробно эти ферменты.
Что такое металлоферменты?
Металлоферменты – это ферменты, которые содержат прочно связанный ион металла. Этот ион металла образует координационные ковалентные связи с аминокислотами фермента или с простетической группой. Кроме того, он действует как кофермент и придает активность фермента. При рассмотрении местоположения иона металла в ферменте обычно он находится в определенной области на поверхности фермента. Поэтому ион не нарушает связывание субстрата с активным центром. Иногда для активности ферментов требуется более одного иона металла. В редких случаях им также требуются ионы двух разных металлов. Наиболее распространенными металлами, которые участвуют в этом, являются Fe, Zn, Cu и Mn. Металлоферменты, содержащие металлоцентры, отличные от железа (негемовые центры), широко распространены в природе.
Рисунок 01: Действие фермента
Примеры металлоферментов:
- Амилаза, термолизин связаны с ионами Ca2+
- Диолдегидраза, глицеролдегидратаза связаны с Co2+
- Цитохром с оксидаза, дофамин-b-гидроксилаза содержит Cu2+
- Каталаза, нитрогеназа, пероксидаза, сукцинатдегидрогеназа содержит Fe2+
- Аргиназа, гистидин-аммиачная лиаза, пируваткарбоксилаза содержат Mn2+
Что такое ферменты, активируемые металлами?
Ферменты, активируемые металлами, представляют собой ферменты, обладающие повышенной активностью благодаря присутствию ионов металлов. В большинстве случаев эти ионы металлов являются либо одновалентными, либо двухвалентными. Однако эти ионы не связаны прочно с ферментом, как в металлоферментах. Металл может активировать субстрат, тем самым непосредственно влияя на активность фермента. Эти ферменты требуют избытка ионов металлов. Пример: примерно в 2-10 раз выше, чем концентрация фермента. Это потому, что они не могут постоянно связываться с ионом металла. Однако эти ферменты теряют свою активность при его очистке.
Примеры мета-активированных ферментов:
- Пируваткиназа требует K+
- Фосфотрансферазы требуют Mg2+ или Mn2+
В чем разница между металлоферментами и ферментами, активируемыми металлами?
Металлоферменты – это ферменты, которые содержат прочно связанный ион металла. Их уникальной характеристикой является прочно связанный ион металла в качестве кофактора. Более того, этим ферментам для их активности требуется либо один, либо два иона металла, связанных с определенным участком поверхности фермента. Ферменты, активируемые металлами, представляют собой ферменты, которые обладают повышенной активностью из-за присутствия ионов металлов, которые не прочно связаны. Это ключевое различие между металлоферментами и ферментами, активируемыми металлами. То есть, в отличие от металлоферментов, ферменты, активируемые металлом, не имеют прочно связанного иона металла в качестве кофактора. Кроме того, эти ферменты требуют высокой концентрации ионов металлов вокруг себя.
Резюме – Металлоферменты в сравнении с ферментами, активируемыми металлами
Фермент, активность которого зависит от присутствия ионов металлов, бывает двух типов; это металлоферменты и ферменты, активируемые металлами. Разница между металлоферментами и ферментами, активируемыми металлами, заключается в том, что металлоферменты имеют прочно связанный ион металла в качестве кофактора, тогда как ионы металла в ферментах, активируемых металлами, не являются прочно связанными.
