Если в белке содержатся ионы одного или нескольких металлов, то такие белки называются металлопротеины. Катионы металлов соединены координационными связями непосредственно с функциональными группами аминокислот белка.
Металлопротеины часто являются ферментами. Ионы металлов входят в состав активного центра фермента и здесь:
- участвуют в ориентации субстрата,
- формируют ковалентные связи с интермедиатами реакции,
- являются донорами или акцепторами электронов при взаимодействии фермента с субстратами.
К ферментативным металлопротеинам относятся белки, содержащие например:
- медь – цитохромоксидаза, в комплексе с другими ферментами дыхательной цепи митохондрий участвует в синтезе АТФ,
- железо – ферритин, депонирующий железо в клетке, трансферрин, переносящий железо в крови, сукцинатдегидрогеназа (фермент цикла трикарбоновых кислот), лактоферрин (белок молока),
- цинк – алкогольдегидрогеназа, обеспечивающая метаболизм этанола и других спиртов, лактатдегидрогеназа, участвующая в метаболизме молочной кислоты, карбоангидраза, образующая угольную кислоту из CO2 и H2O, щелочная фосфатаза, гидролизующая фосфорные эфиры различных соединений, α2-макроглобулин, антипротеазный белок крови, фермент кишечника карбоксипептидаза,
- селен – тиреопероксидаза, участвующая в синтезе гормонов щитовидной железы, антиоксидантный фермент глутатионпероксидаза,
- кальций – α-амилаза слюны и панкреатического сока, гидролизующая крахмал,
- молибден – ксантиноксидаза, отвечающая за последние реакции катаболизма пуриновых оснований,
- магний – гексокиназа, отвечающая за реакцию фосфорилирования глюкозы,
- марганец – супероксиддисмутаза, отвечающая за реакцию нейтрализации кислородного радикала супероксид-аниона О2•¯,
- никель – уреаза, отвечающая за распад мочевины.