Metalloenzyme, Enzyme, die für ihre katalytische Aktivität Metallionen benötigen. In Abhängigkeit von der Stärke der Metallion-Protein-Interaktionen enthalten die M. im engeren Sinne festgebundene Metallionen. Hierbei handelt es sich hauptsächlich um Übergangsmetallionen (Fe²⁺, Fe³⁺, Cu²⁺, Zn²⁺, Mn²⁺ oder Co²⁺). Beispiele hierfür sind die Katalase, Carboanhydrase, Alkohol-Dehydrogenase, Dinitrogenase, Enzyme der Glycolyse und Metalloproteasen. Metallionen-aktivierte Enzyme binden dagegen relativ schwach Metallionen aus dem umgebenden Medium, wobei es sich vorrangig um Ionen der Alkali- und Erdalkalimetalle (Na⁺, K⁺, Mg²⁺ oder Ca²⁺) handelt. Die Beteiligung der Metallionen am Katalyseprozess erfolgt in unterschiedlicher Weise, wobei a) durch Bindung an die Substrate reaktionsbegünstigende Änderungen der Konformation initiiert werden, b) Redoxreaktionen durch reversible Änderungen des Oxidationzustandes vermittelt werden oder c) die Katalyse durch elektrostatischen Ausgleich negativer Ladungen und damit verbundener Stabilisierung und Abschirmung gefördert wird. So sind beispielsweise Mg-ATP-Komplexe die eigentlichen Substrate der Kinasen, weil das Mg²⁺-Ion neben seiner orientierenden Wirkung vor allem die negativen Ladungen der Phosphatgruppen elektrostatisch abschirmt.