43) Роль ионов металлов в ферментах. Микроэлементы и ферменты.

Элементы, содержание которых не превышает 10-3%, входят в состав ферментов, гормонов, витаминов и других жизненно важных соединений.

  • Для белкового, углеводного и жирового обмена веществ необходимы: Fe, Co, Mn, Zn, Мо, V, В, W;
  • В синтезе белков уча­ствуют: Mg, Мn, Fe, Со, Си, Ni, Сr,
  • В кроветворении – Со, Ti, Си, Mn, Ni, Zn ;
  • В дыхании - Mg, Fe, Сu, Zn, Mn и Co.

Поэтому микроэлементы нашли широкое применение в медицине, в качестве микроудобрений для полевых культур, подкормки в животноводстве, птицеводстве и рыбоводстве. Микроэлементы входят в состав большого числа биорегуляторов живых систем, в основе которых лежат биокомплексы.

Ферменты – это особые белки, которые действуют как катализаторы в биологических системах. Ферменты – уникальные катализаторы, обладающие непревзойденной эффективностью действия и высокой селек­тивностью.

В настоящее время известно более 2000 ферментов, многие из которых катализируют одну реакцию. Активность большой группы ферментов проявляется только в присутствии определенных соединений небелковой природы, называемых кофакторами.

В качестве ко­факторов выступают ионы металлов или органические соединения. Примерно третья часть ферментов активируется переходными металлами.

Ионы металлов в ферментах выполняют ряд функций:

  • являются электрофильной группой активного центра фермента,
  • облегчают взаимодействие с отрицательно заряженными участками молекул субстрата, 
  • формируют каталитически активную конформацию структуры фермента (в формировании спиральной структуры РНК, участвуют ионы цинка и марганца), 
  • участвуют в транс­порте электронов (комплексы переноса электрона).

Способность иона металла выполнять свою роль в активном центре соответствующего фермента зависит от способности иона металла к комплексообразованию,   геометрии и устойчивости образуемого комплекса. Это обеспечивает повышение селективности фермента по отношению к субстратам, активации связей в ферменте или субстрате посредством координации и изменении формы субстрата в соответствии со стерическими требованиями активного центра.

Список вопросов