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Lexikon der Ernährung: Metall-Enzym-Komplexe

Metall-Enzym-Komplexe, Emetal-enzyme complexes, werden von Enzymen gebildet, die als Cofaktoren bei Enzymreaktionen Metallionen benötigen. Die im M. bei Metalloenzymen, z. B. Alkohol-Dehydrogenase, Cytochrom-Oxidase, Carboanhydrase, in stöchiometrischem Verhältnis enthaltenen Metallionen sind fest an das Enzymprotein, häufig im aktiven Zentrum, gebunden. Das metallfreie Enzym ist inaktiv. Bei den Metalloenzymen handelt es sich häufig um Eisen-, Kupfer-, Zink- oder Mangan-haltige Enzyme.
Metallionen-aktivierte Enzyme binden hingegen das Metall nur locker an das Protein. Das metallfreie Enzym behält eine Restaktivität. Für eine optimale katalytische Fähigkeit ist die Anwesenheit von Metallionen notwendig. Bei den Metallionen-aktivierten Enzymen sind in der Regel Alkali- bzw. Erdalkalimetalle wie Natrium, Kalium, Magnesium oder Calcium beteiligt. Es können sich auch chemisch nahe verwandte Ionen gegenseitig vertreten oder inhibieren.
Metallionen können verschiedenartig auf den Katalyseprozess einwirken. Ein Kation kann sich unter Bildung eines Metall-Substrat-Komplexes an ein negativ geladenes Substratmolekül oder an ein Substrat mit einem freien Elektronenpaar binden, um es in die entsprechende Konformation zu bringen. Weiterhin können Metallionen durch reversible Änderung ihres Oxidationszustandes Redoxreaktionen ermöglichen sowie durch Stabilisierung der Ladungsverteilung die Reaktionsfähigkeit bestimmter Atome durch Polarisierung steigern. Die Konzentration von Metallionen in den Zellkompartimenten ist ein wichtiger Faktor der Regulation von Stoffwechselwegen. Dies gilt insbesondere für die Calciumkonzentration in den Kompartimenten.

  • Die Autoren

Albus, Christian, Dr., Köln
Alexy, Ute, Dr., Witten
Anastassiades, Alkistis, Ravensburg
Biesalski, Hans Konrad, Prof. Dr., Stuttgart-Hohenheim
Brombach, Christine, Dr., Gießen
Bub, Achim, Dr., Karlsruhe
Daniel, Hannelore, Prof. Dr., Weihenstephan
Dorn, Prof. Dr., Jena
Empen, Klaus, Dr., München
Falkenburg, Patricia, Dr., Pulheim
Finkewirth-Zoller, Uta, Kerpen-Buir
Fresemann, Anne Georga, Dr., Biebertal-Frankenbach
Frenz, Renate, Ratingen
Gehrmann-Gödde, Susanne, Bonn
Geiss, Christian, Dr., München
Glei, Michael, Dr., Jena (auch BA)
Greiner, Ralf, Dr., Karlsruhe
Heine, Willi, Prof. Dr., Rostock
Hiller, Karl, Prof. Dr., Berlin (BA)
Jäger, Lothar, Prof. Dr., Jena
Just, Margit, Wolfenbüttel
Kersting, Mathilde, Dr., Dortmund
Kirchner, Vanessa, Reiskirchen
Kluthe, Bertil, Dr., Bad Rippoldsau
Kohlenberg-Müller, Kathrin, Prof. Dr., Fulda
Kohnhorst, Marie-Luise, Bonn
Köpp, Werner, Dr., Berlin
Krück, Elke, Gießen
Kulzer, Bernd, Bad Mergentheim
Küpper, Claudia, Dr., Köln
Laubach, Ester, Dr., München
Lehmkühler, Stephanie, Gießen
Leitzmann, Claus, Prof. Dr., Gießen
Leonhäuser, Ingrid-Ute, Prof. Dr., Gießen
Lück, Erich, Dr., Bad Soden am Taunus
Lutz, Thomas A., Dr., Zürich
Maid-Kohnert, Udo, Dr., Pohlheim
Maier, Hans Gerhard, Prof. Dr., Braunschweig
Matheis, Günter, Dr., Holzminden (auch BA)
Moch, Klaus-Jürgen, Dr., Gießen
Neuß, Britta, Erftstadt
Niedenthal, Renate, Hannover
Noack, Rudolf, Prof. Dr., Potsdam-Rehbrücke
Oberritter, Helmut, Dr., Bonn
Öhrig, Edith, Dr., München
Otto, Carsten, Dr., München
Parhofer, K., Dr., München
Petutschnig, Karl, Oberhaching
Pfau, Cornelie, Dr., Karlsruhe
Pfitzner, Inka, Stuttgart-Hohenheim
Pool-Zobel, Beatrice, Prof. Dr., Jena
Raatz, Ulrich, Prof. Dr., Düsseldorf
Rauh, Michael, Bad Rippoldsau
Rebscher, Kerstin, Karlsruhe
Roser, Silvia, Karlsruhe
Schek, Alexandra, Dr., Gießen
Schemann, Michael, Prof. Dr., Hannover (auch BA)
Schiele, Karin, Dr., Heilbronn
Schmid, Almut, Dr., Paderborn
Schmidt, Sabine, Dr., Gießen
Scholz, Vera, Dr., Langenfeld
Schorr-Neufing, Ulrike, Dr., Berlin
Schwandt, Peter, Prof. Dr., München
Sendtko, Andreas, Dr., Gundelfingen
Stangl, Gabriele, Dr. Dr., Weihenstephan
Stehle, Peter, Prof. Dr., Bonn
Stein, Jürgen, Prof. Dr. Dr., Frankfurt
Steinmüller, Rolf, Dr., Biebertal
Stremmel, Helga, Bad Rippoldsau
Ulbricht, Gottfried, Dr., Potsdam-Rehbrücke
Vieths, Stephan, Dr., Langen
Wächtershäuser, Astrid, Frankfurt
Wahrburg, Ursel, Prof. Dr., Münster
Weiß, Claudia, Karlsruhe
Wienken, Elisabeth, Neuss
Wisker, Elisabeth, Dr., Kiel
Wolter, Freya, Frankfurt
Zunft, Hans-Joachim F., Prof. Dr., Potsdam-Rehbrücke

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