Fémionok és fémkomplexek szerepe biológiai rendszerekben

Előszó

A biológiában számos olyan folyamatot ismerünk, amelyben a fémionok játszanak szerepet az élősejtekben végbemenő létfontosságu biokémiai reakciók szabályozásában és elősegítésében. A fémionok legegyszerűbb szerepe abban áll, hogy pozitív töltésük révén kapcsolatba lépnek a biológiai óriásmolekulák, pl. fehérjék, negatív töltésű vagy elentronpárdonor csoportjaival. Ennek a kölcsönhatásnak a következtében egyrészt a biomolekula háromdimenziós szerekezete lényeges változást szenvedhez, másrészt lehetőség nyilhat két vagy több biomolekulánk az összekapcsolására és nagy rendezett szerkezetek kialakulására. Ez utóbbi figyelhető meg pl. a csontok és az izomrostok esetében.
Egyes fémionok igen erősen kötődnek a fehérjékhez és mégis részt tudnak venni a dinamikus folyamatokban. Jó példák erre a metalloenzimek, amelyekben a fém erős kapcsolatot létesit a fehérje polipeptidláncának egyes aminosav-maradékaival. A fémiont azonban a biomolekula nem veszi teljesen körül és így, egyes kisebb molekulák még a fémionhoz tudnak kotődni. Ennek következtében a fémion és a fehérjemolekula bzonyos részeinek együttes hatására a megkötődött molekula kémiai változást szenvedhet. A metalloenzimek aktivitása jelentősen lecsökken, esetleg teljesen megszűnik, ha a fémet eltávolítjuk vagy egy msáik fémionnal helyettesítjük. Ez arra utal, hogy egyes biokémiai folyamatok fémionigényüket tekintve meglehetősen specifikusak.
Erősen kötött fémionok közül egyesek biokémiai redoxireakciókban is részt tudnak venni. Az átmeneti fémek legnagyobb része több oxidációs állapotban is szerepelhet és az a képességük, hogy elektronfelvételre és elektronleadásra egyaránt hajlamosak, alkalmassá teszi őket, hogy redoxikatalizisekben szerepet játszanak. Vissza