ההבדל העיקרי בין מטלו-אנזימים לאנזימים מופעלי מתכת הוא שלמטלו-אנזימים יש יון מתכת קשור היטב כקו-פקטור ואילו יוני המתכת באנזימים מופעלי מתכת אינם קשורים בחוזקה.
הפעילות של כמה אנזימים תלויה ביוני מתכת מכיוון שיוני מתכת אלו פועלים כקו-פקטורים. אנזימים אלה נמצאים בשתי קטגוריות עיקריות כמו מטלו-אנזימים ואנזימים מופעלי מתכת. לכן, אנזימים אלו שונים זה מזה על פי נוכחות או היעדר יוני מתכת קשורים בחוזקה. הבה נדון בפרטים נוספים על אנזימים אלה.
מהם מטאלו-אנזימים?
מטאלו-אנזימים הם אנזימים המכילים יון מתכת קשור בחוזקה. יון מתכת זה יוצר קשרים קוולנטיים עם חומצות האמינו של האנזים או עם קבוצה תותבת. יתר על כן, הוא פועל כקו-אנזים ומעניק את פעילות האנזים. כאשר בוחנים את מיקומו של יון המתכת באנזים, הוא מתרחש בדרך כלל באזור מסוים על פני האנזים. לכן, היון אינו מפריע לקשירה של המצע עם האתר הפעיל. לפעמים, אנזימים דורשים יותר מיון מתכת אחד לפעילותו. במקרים נדירים, הם דורשים גם שני יוני מתכת שונים. המתכות הנפוצות ביותר שמעורבות בכך הן Fe, Zn, Cu ו-Mn. המטאלו-אנזימים המכילים מרכזי מתכת שאינם ברזל (מרכזי לא-heme) מפוזרים בטבע.
איור 01: פעולת אנזים
דוגמאות למטלו-אנזימים:
- עמילאז, תרמוליזין קשורים ליונים Ca2+
- Dioldehydrase, glycerol dehydratase קשורים ל-Co2+
- Cytochrome c oxidase, dopamine-b-hydroxylase מכיל Cu2+
- Catalase, nitrogenase, peroxidase, succinate dehydrogenase מכיל Fe2+
- Arginase, histidine-ammonia lyase, pyruvate carboxylase מכיל Mn2+
מהם אנזימים מופעלי מתכת?
אנזימים משופעלי מתכת הם אנזימים בעלי פעילות מוגברת עקב נוכחות יוני מתכת. רוב הפעמים, יוני מתכת אלה הם חד ערכיים או דו ערכיים. עם זאת, יונים אלה אינם קשורים בחוזקה עם האנזים כמו במטלואנזימים. המתכת יכולה להפעיל את המצע, ובכך לעסוק ישירות בפעילות האנזים.אנזימים אלו דורשים עודף יוני מתכת. לדוגמה: בערך פי 2-10 יותר מריכוז האנזים. זה בגלל שהם לא יכולים להיקשר עם יון המתכת לצמיתות. עם זאת, אנזימים אלה מאבדים את פעילותם במהלך הטיהור שלהם.
דוגמאות לאנזימים משופעלי מטה:
- Pyruvate kinase דורש K+
- Phosphotransferases דורש Mg2+ או Mn2+
מה ההבדל בין מטלו-אנזימים לאנזימים פעילי מתכת?
המטלו-אנזימים הם אנזימים המכילים יון מתכת קשור בחוזקה. כמאפיין ייחודי, יש להם יון מתכת קשור בחוזקה כקו-פקטור. יתרה מכך, אנזימים אלה דורשים יון מתכת אחד או שניים הקשורים לאזור ספציפי של פני השטח של האנזים לצורך פעילותם. אנזימים מופעלי מתכת הם אנזימים בעלי פעילות מוגברת עקב נוכחותם של יוני מתכת שאינם קשורים בחוזקה.זה ההבדל העיקרי בין מטלו-אנזימים לאנזימים מופעלי מתכת. כלומר, בניגוד למטאלו-אנזימים, לאנזימים המופעלים במתכת אין יון מתכת קשור בחוזקה כקו-פקטור. בנוסף לכך, אנזימים אלו דורשים ריכוז גבוה של יוני מתכת סביבם.
סיכום – מתכת-אנזימים לעומת אנזימים פעילי מתכת
האנזים, שפעילותו תלויה בנוכחות יוני מתכת, הוא משני סוגים; הם, מטלו-אנזימים ואנזימים מופעלי מתכת. ההבדל בין מטלו-אנזימים לאנזימים מופעלי מתכת הוא שלמטלו-אנזימים יש יון מתכת קשור היטב כקו-פקטור ואילו יוני המתכת באנזימים מופעלי מתכת אינם קשורים בחוזקה.
