Главная / Молекулы и клетки / Биохимия меди / Химические свойства и роль меди в организме

Химические свойства и роль меди в организме

Дело в том, что химические свойства, благодаря которым медь играет столь важную роль в процессах обмена веществ в организме, выражены у нее в большей степени, чем у других металлов. Во-первых, ионы меди по сравнению с ионами других металлов активнее реагируют с аминокислотами и белками и поэтому медь образует с биологически активными веществами наиболее устойчивые комплексы (так называемые клешневидные, или хелатные, комплексы).

Например, в некоторых медьсодержащих ферментах ион меди связан настолько прочно, что не удаляется из белка даже при диализе (при диализе малые молекулы удаляются из раствора благодаря их избирательному прохождению через полупроницаемую мембрану). Ион меди может быть удален лишь путем сильного изменения структуры белка или может быть замещен агентом, образующим еще более прочную хелатную связь. Во-вторых, медь служит исключительно эффективным катализатором. Ион меди является, пожалуй, наиболее разносторонним катализатором из всех элементов, а в сочетании с белком его каталитическое действие еще более усиливается и приобретает сверх того специфичность, необходимую для работы медьсодержащих ферментов. В-третьих, медь легко переходит из одного валентного состояния в другое, что особенно благоприятствует ее метаболическим функциям (смотрите рисунок ниже).

Валентные состояния железа и меди

Валентные состояния железа и меди

Обоим металлам в равной степени присущи два валентных состояния, чем и обусловлена их важная роль в обмене веществ. Атом меди может терять один или два электрона, в результате чего он становится одно- или двухвалентным. Та легкость, с которой двухвалентный ион Сu2+ приобретает электрон, расширяет каталитические возможности меди. Например, при окислении какого-либо субстрата ион Сu2+ временно приобретает электрон, а затем возвращается в прежнее состояние, отдавая электрон кислороду (см. рис. 4).

Обычно медь может находиться в трех состояниях: в виде свободных нейтральных атомов, в виде одновалентных ионов (когда недостает одного электрона) или в виде двухвалентных ионов (когда не хватает двух электронов).

Одни ионы, приобретая или теряя электрон, легко превращаются в другие. Поэтому в зависимости от обстоятельств ион меди может служить как донором, так и акцептором электронов. Кроме того, соединения, содержащие одновалентную медь, легко окисляются кислородом воздуха. Поэтому медьсодержащие ферменты, катализирующие процессы окисления (присоединение кислорода к субстрату), могут и сами быстро окисляться, в результате чего их функция восстанавливается.

«Молекулы и клетки», под ред. акад. Г.М.Франка

Популярные статьи раздела