1. Çinko (Zn)
Çinko, yaklaşık 300’den fazla enzimin yapısında bulunan, katalitik, yapısal ve düzenleyici rolleri olan çok yönlü bir metaldir.
- ACE (Anjiyotensin Dönüştürücü Enzim): Kan basıncı düzenlemesinde (Renin-Anjiyotensin-Aldosteron Sistemi) kritik rol oynayan çinko bağımlı bir metalloproteindir.
- Karbonik Anhidraz: Karbondioksiti (CO₂) bikarbonata dönüştürerek asit-baz dengesini ve solunumu düzenleyen hızlı bir enzimdir.
- Alkol Dehidrojenaz: Alkol metabolizmasında, alkolün aldehitlere dönüştürülmesini katalizler.
- Karboksipeptidaz: Protein sindiriminde rol alan bir enzimdir.
- DNA Polimeraz: DNA sentezi ve onarımında görev alır (DNA’nın yapısını korumak için de gereklidir).
- ALA Dehidrataz (Delta-Aminolevülinik Asit Dehidrataz): Hemoglobin sentez yolunda (porfirin halkası oluşumunda) görev alır.
2. Bakır (Cu)
Bakır, elektron transferi reaksiyonlarında ve serbest radikal detoksifikasyonunda önemli rol oynar.
- Sitokrom Oksidaz: Mitokondriyal elektron taşıma zincirinin son enzimidir; oksijeni suya indirgerken ATP sentezine enerji sağlar. (Not: Demir de içerir.)
- MAO (Monoamin Oksidaz): Nörotransmitterlerin (serotonin, norepinefrin) yıkımını katalizleyen bir enzimdir.
- Lizil Oksidaz: Bağ dokusu (kollajen ve elastin) oluşumunda, protein zincirlerinin çapraz bağlanmasını sağlar.
- Askorbat Oksidaz: C vitamininin oksidasyonunda rol oynar (bitkilerde daha belirgindir).
- Tirozinaz: Melanin (cilt pigmenti) üretiminde tirozin amino asidini oksitleyen enzimdir.
- Süperoksit Dismutaz (SOD): Vücudu serbest radikallerden koruyan antioksidan enzimdir. (SOD enzimi farklı metal formlarına sahiptir; Cu/Zn-SOD en yaygın olanıdır.)
3. Demir (Fe)
Demir, oksijen taşıma (hemoglobin) ve elektron transferi (sitokromlar) için hayati önem taşır.
- Sitokrom Oksidaz: Yukarıda belirtildiği gibi elektron transport zincirinde hem bakır hem de demir (hem grubu) içerir.
- Katalaz: Vücutta oluşan toksik hidrojen peroksiti ($\text{H}_2\text{O}_2$) suya ve oksijene parçalar (antioksidan koruma).
- Peroksidaz: Çeşitli peroksitlerin yıkımında görev alır (tiroid hormon sentezinde Tiroid Peroksidaz).
- Arjinaz: Üre döngüsünün son enzimidir; arginini parçalayarak üre ve ornitin oluşturur.
4. Selenyum (Se)
Selenyum, antioksidan mekanizmalarda ve tiroid hormon metabolizmasında kritik öneme sahiptir.
- Glutatyon Peroksidaz (GPx): Selenyum, enzimin yapısında selenistein formunda bulunur. Hidrojen peroksiti zararsız hale getirerek hücreleri oksidatif hasara karşı korur (ana antioksidan koruma).
5. Magnezyum (Mg)
Magnezyum, ATP’yi kofaktör olarak kullanan enerji metabolizması enzimleri için temeldir.
- Hekzokinaz: Glikolizin ilk adımı olan glikozun fosforilasyonunu (ATP gerektiren) katalizler.
- Glukoz-6-fosfataz: Glikoneogenezde, glukoz-6-fosfatı glikoza dönüştüren enzimdir (Mg bağımlıdır, ancak genellikle bir hidrolazdır).
- Piruvat Kinaz: Glikolizin son adımını katalizleyerek fosfoenolpiruvattan ATP üretimini sağlar.
Özetle, Magnezyum, enerji transferi (kinazlar) ve Fosforilasyon reaksiyonlarının neredeyse tamamı için temel bir kofaktördür.
ÇİNKO (ZN) – BAĞIMLI ENZİMLER
ACE (Anjiyotensin dönüştürücü enzim)
Karbonik anhidraz (CA)
Alkol dehidrojenaz (ADH)
ALA dehidrataz (Porfirin sentez yolu)
Zn en çok “metalloenzim” özelliği ile bilinir.
Karboksipeptidaz A ve B
DNA ve RNA polimerazlar (Zn parmak yapısı gerektirir)
ALA dehidrataz + Ferroşelataz → Hem sentezinde çinko ve kurşun etkileşimli enzimler
————————–—
BAKIR (CU) – BAĞIMLI ENZİMLER
Sitokrom-c oksidaz
MAO (Monoamin oksidaz)
Lizil oksidaz → Kollajen çapraz bağlanması
Askorbat oksidaz
Tirozinaz → Melanin sentezi
Süperoksid dismutaz (Cu/Zn-SOD)
Sitokrom c oksidaz (Kompleks IV)
Cu eksikliğinde: Anemi + nötropeni + bağ dokusu bozukluğu → Menkes triajı
Cu eksikliği → lizil oksidaz azalır → bağ dokusu zayıflığı → Menkes hastalığı
———
DEMİR (FE) – BAĞIMLI ENZİMLER
Sitokrom oksidaz
Katalaz
Peroksidazlar
Arjinaz (üre döngüsü enzimi Fe içerir)
Fe özellikle oksidoredüktazlarda görev alır.
Ek olarak Fe bağımlı önemli enzimler:
Ribonükleotid redüktaz
Akonitaz (Fe-S protein)
Fe-S proteinleri hem Krebs döngüsünde hem ETZ’de kritiktir.
———————
SELENYUM (SE) – BAĞIMLI ENZİMLER
Glutatyon peroksidaz (GSH-Px)
Se = GSH-Px’nin aktif merkezinde selenocysteine bulunur.
Selenyum eksikliği → Keshan kardiyomiyopatisi.
Ek olarak:
Tioredoksin redüktaz
Deiyodinazlar (T4 → T3 dönüşümünü yapan) ***
————————
MAGNEZYUM (MG) – BAĞIMLI ENZİMLER
Mg tüm kinazların ortak kofaktörüdür → Mg²⁺ olmadan fosfor transferi gerçekleşmez.
Hekzokinaz (ATP → Mg-ATP bağlanması zorunlu)
Glukoz-6-fosfataz (Mg gereksinimi vardır, daha az vurgulansa da)
Piruvat kinaz
Mg ATP’nin biyolojik aktif formu olan Mg-ATP kompleksini oluşturur.
Mg = Tüm ATP kullanan enzimlerde kofaktör
Ek olarak en önemlileri:
PFK-1
ATPazlar
Adenilat siklaz
Na⁺/K⁺ ATPaz
DNA polimerazlar ve translasyon enzimleri (ribozom Mg bağımlı)
İpucu: Hücrede ATP aslında Mg-ATP şeklinde bulunur.