Rollen van metaalionen in de biochemie

Tweederde van alle elementen zijn metalen. Een van de belangrijkste eigenschappen is dat zij niet gemakkelijk worden geïoniseerd . Dit betekent dat ze kunnen overleven in het lichaam in hun ionische vorm , en kunnen deelnemen aan een groot aantal biologische reacties . Omdat er zo veel rollen van metaalionen in de biochemie , moeten ze worden verdeeld in categorieën en toegelicht met voorbeelden . RNA-moleculen en EiwitSynth

Hoewel lage ionisatie is meestal gunstig voor metaalionen in de biochemie, kan de meer reactieve metalen de evolutie van ribonucleïnezuur ( RNA ) moleculen hebben bevorderd tot moderne eiwitsynthese machines. Eiwitsynthese is het mechanisme waarmee mensen om complexe moleculen zoals enzymen , chaperonnes en cellulaire transport eiwitten bouwen . Magnesium en kalium zijn twee voorbeelden van nuttige metaalionen in RNA biologie. Ze zijn beide kationische soorten die nauw kan binden aan polyanionische RNA en kan het RNA-molecuul te helpen tijdens het vouwen , wat betekent dat het meer effectief werkt tijdens de eiwitsynthese.
Enzymkatalyse

metaal ionen spelen een belangrijke rol in metalen complexvorming en nauw met vele enzymen in het lichaam . Zij zijn de bemiddelaars of " co - substraten " van vele enzymen gerelateerde reacties kort binden aan een deel van het molecuul , waardoor het samen met zijn substraat , weer los te laten wanneer de juiste reactie heeft plaatsgevonden . DNA Ligase is een voorbeeld van een enzym dat een metaalion aanwezig in de actieve plaats tijdens de reactie fase , of heeft " katalyse . " Het metaalion versnelt de reactie van het tekenen van de substraat in de actieve plaats te houden daar middels elektrostatische krachten . Metallo - enzymen worden gevormd wanneer het metaalion bindt sterker aan het enzym , het creëren van een stabiel complex , zoals het ijzer in hemoglobine in het bloed .
Energie Gebruik in Spieren

Magnesium werkt met de ATP ( adenosine trifosfaat ) complex , zodat je spieren om energie te halen uit voedsel . Dit is een ander essentieel levensproces . Metaalion katalyse veroorzaakt een stabilisatie ontwikkelen negatieve lading op de delen van de substraten die proberen de actieve plaats van het ATP complex verlaten . Dit bevrijdt hen om te vertrekken , zodat correcte verwerking kunnen blijven . Als het substraat het molecuul na de reactie fase niet verlaten zou ATP geen nieuwe substraten accepteren . Geen nieuwe energie zou worden genomen voor de spierfunctie .
Genregulatie en Disease Control

Ongeveer een derde van alle bekende eiwitten bevatten metaalionen als co-factoren . Een belangrijke functie van deze metaalchelaten , of complexen , uit te voeren is in de regulatie van genen , die van vitaal belang voor de overleving van de soort . Veel ziekten , waaronder genetische afwijkingen , is vastgesteld dat uitsluitend wordt veroorzaakt door gebreken , inconsistenties en onjuiste metabolisme van metaalionen in het lichaam . Platinametalen , die rijk stereochemie en kan zo sterk , effectieve co - factoren optreden , zijn niet bekend om hun aanwezigheid in het lichaam . Ze worden nu gebruikt in onderzoek om sneller, efficiënter reactie biochemistries , die in staat zijn om te helpen voorkomen of te behandelen ziekten zoals hemochromatose en Menkes stoornis ontwikkelen.
Iron Storage

IJzer is essentieel om je lichaam voor vele redenen , niet in het minst zijn belangrijke functie in het bloed en de lever . IJzer kan niet worden geabsorbeerd en verwijderd uit het lichaam zonder de hulp van complexe moleculen genaamd " chelatoren . " Transferrine is een natuurlijk voorkomend voorbeeld . Ijzerchelatoren helpen absorberen ijzer uit het maagdarmkanaal , maar sommige mensen hebben een aandoening waardoor ze teveel absorberen . Als het teveel aan ijzer niet wordt verwijderd en uitgescheiden , kunnen ze een potentieel levensbedreigende geval van toxiciteit ijzer ontwikkelen. Dit vertegenwoordigt een interessante evenwicht tussen de juiste functie van een metaalion complex en een dodelijke functieverlies . Synthetische chelaten worden ontworpen om ijzerstapeling te behandelen.