Rollen von Metallionen in Biochemie

Zwei Drittel aller Elemente sind Metalle . Eine ihrer wichtigsten Eigenschaften ist, dass sie nicht leicht ionisiert werden können . Dies bedeutet, dass sie im Körper überleben in ihrer ionischen Form , und können an vielen biologischen Reaktionen . Da es so viele Rollen von Metallionen in der Biochemie , müssen sie in Kategorien unterteilt werden , und anhand von Beispielen erläutert . RNA- Moleküle und Protein-Synthese

Obwohl niedrige Ionisation ist in der Regel vorteilhaft für die Metallionen in der Biochemie, können die mehr reaktive Metalle die Entwicklung der Ribonukleinsäure (RNA )-Moleküle in moderne Maschinen Proteinsynthese gefördert haben . Die Proteinsynthese ist der Mechanismus, der Menschen , um komplexe Moleküle wie Enzyme, Chaperone und zelluläre Transportproteine​​erstellen können. Magnesium und Kalium sind zwei Beispiele für geeignete Metallionen in RNA Biologie. Sie sind beide kationischen Spezies , die eng mit polyanionischer RNA binden kann und das RNA-Molekül während der Faltung , die es effektiver arbeitet während der Proteinsynthese .
Enzymkatalyse

Metallionen spielen eine wichtige Rolle in der Metallkomplexbildungund arbeiten eng mit vielen Enzymen im Körper. Sie sind die Mediatoren oder " Co-Substrate " vieler Enzymreaktionen, kurz Bindung an einem Abschnitt des Moleküls , ist die Zusammenführung mit seinem Substrat , dann wieder loslassen, wenn die richtige Reaktion stattgefunden hat . DNA- Ligase ist ein Beispiel für ein Enzym, das in seinem aktiven Zentrum ein Metallion vorhanden während der Reaktionsphase , oder die " Katalyse ". Die Metall- Ionen hilft die Reaktion beschleunigen , indem das Substrat in das aktive Zentrum und halten Sie ihn dort den elektrostatischen Kräften . Metallo - Enzyme gebildet werden, wenn die Metallionen bindet stärker an das Enzym , die Schaffung eines stabilen Komplex , wie das Eisen im Hämoglobin im Blut.
Energienutzung in Muskeln
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Magnesium arbeitet mit der ATP (Adenosintriphosphat )-Komplex , damit Ihre Muskeln, um Energie aus der Nahrung ziehen. Dies ist ein weiterer wesentlicher Lebensprozess . Metallionenkatalysebewirkt eine Stabilisierung der Entwicklung negative Ladung auf die Teile der Substrate , die versuchen, das aktive Zentrum des ATP -Komplex verlassen werden . Das befreit sie , um zu gehen , so dass die korrekte Verarbeitung fortgesetzt werden kann. Wenn das Substrat nicht das Molekül nicht verlassen , nachdem der Reaktionsphase , würde die ATP nicht in der Lage , neue Substrate zu akzeptieren. Keine neuen Energie würde für die Muskelfunktion eingenommen werden.
Genregulation und Disease Control

Etwa ein Drittel aller bekannten Proteine ​​enthalten Metallionen als Cofaktoren . Eine wichtige Funktion dieser Metallchelate, oder Komplexe , führen in der Regulation von Genen , die von entscheidender Bedeutung für das Überleben der Art ist . Viele Krankheiten , einschließlich genetischer Defekte haben als allein durch Defekte , Inkonsistenzen und falsche Stoffwechsel von Metallionen im Körper verursacht identifiziert. Platinmetalle , die reich Stereochemie aufweisen und als starke , effektive Co-Faktoren wirken , sind für ihr Vorkommen in den Körper. Sie werden jetzt in der Forschung verwendet werden, um eine schnellere, effizientere Reaktion biochemistries , die in der Lage , um zu verhindern oder zu behandeln Krankheiten wie Hämochromatose und Menkes -Störung entwickeln.
Eisen-Aufbewahrungs

Eisen ist für viele Gründe, nicht zuletzt die wichtige Funktion in der Blut-und Leber unerlässlich, um Ihren Körper. Eisen kann nicht ohne die Hilfe von komplexen Molekülen, genannt absorbiert oder aus dem Körper entfernt werden, " Chelatoren ". Transferrin ist ein natürlich vorkommendes Beispiel. Eisenchelatoren zu absorbieren Eisen aus dem Magen-Darm -Trakt, aber einige Leute haben eine Bedingung, die sie zu viel zu absorbieren bedeutet . Wenn das überschüssige Eisen wird nicht entfernt und ausgeschieden , können sie eine potenziell lebensbedrohlichen Falle von Eisentoxizität entwickeln. Dies stellt eine interessante Balance zwischen der korrekten Funktion eines Metallionenkomplex und eine tödliche Funktionsverlust . Synthetische Chelate werden entwickelt, um Eisenüberladung zu behandeln.