【6.5.8】金属催化(Metal catalysis)

近三分之一已知酶的活性需要金属离子的存在，这些酶分为两类:

• 一类为金属酶（Metalloenzymes）,含有紧密结合的金属离子，多数为过渡金属，如Fe2+、Fe3+、Cu2+、Zn2+、Mn2+或Co3+
• 另一类为金属激活酶（Metal-activated enzymes）,与溶液中的金属离子松散地结合，通常是碱金属或碱土金属，例如Na+、K+、Mg2+或Ca2+。

金属离子参与的催化被称为金属催化。

金属离子以5种方式参与催化：

1. 作为路易斯酸（Lewis acid）接受电子，使亲核基团或亲核分子（如水）的亲核性更强；实例为碳酸酐酶
2. 与带负电荷的底物结合，屏蔽负电荷，促进底物在反应中正确定向。例如，所有的激酶都需要Mg2+，Mg2+所起的作用是屏蔽底物ATP分子上所带的高度负电荷，并对ATP起定向的作用；
3. 参与静电催化，稳定带有负电荷的过渡态；
4. 通过价态的可逆变化，作为电子受体或电子供体参与氧化还原反应；
5. 本身是酶结构的一部分。

参考资料

• 南京大学 杨荣武老师 《结构生物学》课件