Avainero metalloentsyymien ja metalliaktivoitujen entsyymien välillä on, että metalloentsyymeillä on lujasti sitoutunut metalli-ioni kofaktorina, kun taas metalli-aktivoitujen entsyymien metalli-ionit eivät ole tiukasti sidottu.
Joidenkin entsyymien aktiivisuus riippuu metalli-ioneista, koska nämä metalli-ionit toimivat kofaktoreina. Nämä entsyymit jaetaan kahteen pääluokkaan metalloentsyymeinä ja metalliaktivoituina entsyymeinä. Siksi nämä entsyymit eroavat toisistaan tiukasti sitoutuneiden metalli-ionien läsnäolon tai puuttumisen mukaan. Keskustellaanpa tarkemmin näistä entsyymeistä.
Mitä ovat metallientsyymit?
Metalloentsyymit ovat entsyymejä, jotka sisältävät tiukasti sitoutuneen metalli-ionin. Tämä metalli-ioni muodostaa koordinoituja kovalenttisia sidoksia entsyymin aminohappojen tai proteettisen ryhmän kanssa. Lisäksi se toimii koentsyyminä ja välittää entsyymin aktiivisuutta. Kun tarkastellaan metalli-ionin sijaintia entsyymissä, se esiintyy yleensä tietyllä alueella entsyymin pinnalla. Siksi ioni ei häiritse substraatin sitoutumista aktiiviseen kohtaan. Joskus entsyymit vaativat toimintaansa enemmän kuin yhden metalli-ionin. Harvinaisissa tapauksissa ne vaativat myös kaksi eri metalli-ionia. Yleisimmät tähän liittyvät metallit ovat Fe, Zn, Cu ja Mn. Metalloentsyymit, jotka sisältävät muita metallikeskuksia kuin rautaa (ei-heemikeskuksia), ovat laajalle levinneitä luonnossa.
Kuva 01: Entsyymitoiminta
Esimerkkejä metalloentsyymeistä:
- Amylaasi, termolysiini on sitoutunut Ca2+ ioneihin
- Dioldehydraasi, glyserolidehydrataasi ovat sitoutuneet Co2+
- Sytokromi-c-oksidaasi, dopamiini-b-hydroksylaasi sisältää Cu2+
- Katalaasi, nitrogenaasi, peroksidaasi, sukkinaattidehydrogenaasi sisältää Fe2+
- Arginaasi, histidiini-ammoniakkilyaasi, pyruvaattikarboksylaasi sisältää Mn2+
Mitä ovat metalliaktivoidut entsyymit?
Metalliaktivoidut entsyymit ovat entsyymejä, joiden aktiivisuus on lisääntynyt metalli-ionien läsnäolon vuoksi. Useimmiten nämä metalli-ionit ovat joko yksi- tai kaksiarvoisia. Nämä ionit eivät kuitenkaan ole tiukasti sidottu entsyymiin kuten metalloentsyymeissä. Metalli voi aktivoida substraatin ja siten kytkeytyä suoraan entsyymin toimintaan. Nämä entsyymit vaativat ylimäärin metalli-ioneja. Esimerkiksi: noin 2-10 kertaa suurempi kuin entsyymin pitoisuus. Tämä johtuu siitä, että ne eivät voi sitoutua metalli-ionin kanssa pysyvästi. Nämä entsyymit menettävät kuitenkin aktiivisuutensa puhdistuksensa aikana.
Esimerkkejä metaaktivoiduista entsyymeistä:
- Pyruvaattikinaasi vaatii K+
- Fosfotransferaasit vaativat Mg2+ tai Mn2+
Mitä eroa on metalloentsyymeillä ja metallilla aktivoiduilla entsyymeillä?
Metalloentsyymit ovat entsyymejä, jotka sisältävät tiukasti sitoutuneen metalli-ionin. Ainutlaatuisena ominaisuutena niillä on lujasti sitoutunut metalli-ioni kofaktorina. Lisäksi nämä entsyymit vaativat joko yhden tai kaksi metalli-ionia, jotka on sidottu entsyymin pinnan tiettyyn alueeseen toimiakseen. Metalliaktivoidut entsyymit ovat entsyymejä, joilla on lisääntynyt aktiivisuus johtuen metalli-ioneista, jotka eivät ole tiukasti sidottu. Se on avainero metalloentsyymien ja metalliaktivoitujen entsyymien välillä. Toisin kuin metalloentsyymeillä, metallilla aktivoiduilla entsyymeillä ei ole lujasti sitoutunutta metalli-ionia kofaktorina. Tämän lisäksi nämä entsyymit vaativat ympärilleen suuren metalli-ionipitoisuuden.
Yhteenveto – Metalloentsyymit vs metalliaktivoidut entsyymit
Entsyymi, jonka aktiivisuus riippuu metalli-ionien läsnäolosta, on kahta tyyppiä; ne ovat metalloentsyymejä ja metalliaktivoituja entsyymejä. Ero metalloentsyymien ja metalliaktivoitujen entsyymien välillä on se, että metalloentsyymeillä on lujasti sitoutunut metalli-ioni kofaktorina, kun taas metalli-aktivoitujen entsyymien metalli-ionit eivät ole tiukasti sitoutuneita.
