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Ein '''Metalloprotein''' ist ein [[Protein]], welches ein oder mehrere [[Metalle]] enthält, ohne katalytisch aktiv sein zu müssen. Die [[Metallion]]en in diesen Proteinen sind kritisch für deren Funktion, Struktur und/oder Stabilität. Katalytisch aktive Metalloproteine werden als [[Metalloenzym]]e bezeichnet (siehe dort). Sie spielen eine entscheidende Rolle bei biologischen Prozessen, die zu den komplexesten und wichtigsten gehören, die in der Natur vorkommen. Zu nennen sind hier in erster Linie [[Photosynthese]], [[Atmung]] (Respiration), die molekulare [[Reduktion (Chemie)|Reduktion]] von Sauerstoff, die [[Oxidation]] von Wasser und die [[Stickstofffixierung]]. Metalloproteine machen nahezu die Hälfte aller in der Natur vorkommenden Proteine aus, was ihre Bedeutung unterstreicht.<ref name="Lu">{{cite journal |author=Lu, Y. et al. |date=2009 |title=Design of functional metalloproteins |journal=[[Nature]] |volume=460 |issue=7257 |pages=855–862 |pmid=19675646 |language=en}}</ref>

== Bedeutung für die Medizin ==
Metalloproteine spielen eine bedeutende Rolle sowohl in unzähligen [[Physiologie|physiologischen]], als auch in [[Pathologie|pathologischen]] Prozessen. Sie stellen deshalb mögliche Zielstrukturen für eine therapeutische Intervention mit [[Arzneimittel]]n dar.<ref name="Maciewicz">{{cite journal |author=Maciewicz, R. A. & Bertrand, C. P. |date=2009 |title=Metalloproteins as drug targets: are we only acessing the tip of the iceberg? |journal=[[Nature]] |volume=460 |issue=7257 |pages=Sponsor Feature (AstraZeneca) |language=en}}</ref> Ein gutes Beispiel für das große medizinische Potential der Metalloproteine sind die in mindestens 54 Familien verzweigten „Clans“ der [[Metalloproteasen]]. Schon in den frühen 1980er Jahren wurden selektive Inhibitoren (Hemmer) des sogenannten ''angiotensin converting enzyme'' der Metalloproteinase-Familie M2 in die klinische Praxis zur Behandlung von [[Hypertonie]] (Bluthochdruck) eingeführt. Diese Inhibitoren verhindern die Bildung von [[Angiotensin II]], was aufgrund der Rolle dieses Moleküls bei der Aufrechterhaltung des [[Blutdruck]]s, eine Blutdrucksenkung zur Folge hat. Aktuellere klinische Prüfungen untersuchten – allerdings bislang mit geringem Erfolg – Mitglieder der Metalloproteasen-Familie M10 (mit den [[Matrix-Metalloproteasen]], MMP) auf ihr therapeutisches Potential hinsichtlich so unterschiedlicher Erkrankungen wie [[Krebs (Medizin)|Krebs]] oder [[Arthritis]] und Mitglieder der M12-Familie. Letztere beinhaltet die Gruppe der [[Adamalysine]], u. a. mit der sogenannten TNF-Konvertase ADAM17, die bei inflammatorischen ([[Entzündung|entzündlichen]]) Erkrankungen eine Rolle spielen. Größeres Potential haben möglicherweise die Matrix-Metalloproteinasen MMP9 und MMP12: Sie scheinen eine Schlüsselrolle bei der [[Chronisch obstruktive Lungenerkrankung]] (COPD) zu spielen, konnte doch in einem präklinischen [[Tiermodell]] gezeigt werden, dass die Hemmung dieser Proteine effektiv bei COPD ist.<ref name="Churg">{{cite journal |author=Churg, A. et al. |date=2007 |title=Effect of an MMP-9/MMP-12 inhibitor on smoke-induced emphysema and airway remodelling in guinea pigs |journal=Thorax |volume=62 |issue=8 |pages=706–713 |pmid=17311841 |language=en}}</ref> Ein gegen diese Metalloproteine gerichteter Wirkstoff des Pharmaunternehmens [[AstraZeneca]] befindet sich derzeit (Stand: 2009) in einer [[Klinische Studie|klinischen Studie]] der Phase II.<ref name="Maciewicz" />

== Beispiele ==
* [[α-Carboanhydrasen|Carboanhydrase]] enthält [[Zink]] und [[Katalyse|katalysiert]] die [[Hydratisierung]] von [[Kohlendioxid]] zu [[Kohlensäure]] sehr effektiv.
* [[Concanavalin A]] enthält [[Calcium]] und [[Mangan]] und bindet spezifisch bestimmte Zuckertypen ohne aber Reaktionen zu katalysieren. Ohne diese Metalle funktioniert die Zuckerbindung nicht.
* [[Calcium]] bindet an [[Calmodulin]], welches dann bestimmte [[Enzyme]] durch [[Protein-Protein-Interaktion]] aktiviert, dieses Beispiel verdeutlicht die Bedeutung von Calcium in der Signalverarbeitung in der [[Zelle (Biologie)|Zelle]].
* [[Vanadium]] wird von bestimmten [[Seescheide]]n angereichert. Möglich wird dies durch Vanadium-bindende Proteine, sog. [[Vanabine]], die wahrscheinlich auch beim Sauerstofftransport dieser Lebewesen eine Rolle spielen.
* Die [[Ribonukleotidreduktase]] enthält einen Eisen-Komplex, welcher ein benachbartes [[Radikale (Chemie)|Radikal]] stabilisiert.
* Kupferchaperon für [[Superoxiddismutase]] (engl. „copper chaperone for superoxide dismutase, CCS“) ist ein in allen Lebewesen vorkommendes Protein, das durch spezifische Protein-Protein Wechselwirkung die Superoxiddismutase (SOD) aktiviert, indem ein Kupferion von CCS auf SOD transferiert wird. Bei Superoxiddismutase handelt es sich um ein sehr wichtiges [[Antioxidans]] zur intrazellulären Abwehr von freien [[Sauerstoffradikale]]n, die mitverantwortlich für die Entstehung von [[Demenz]]erkrankungen sein können.
* [[Plastocyanin]] ist ein weiteres [[Kupferproteine|Kupferprotein]], es spielt eine wichtige Rolle bei der [[Photosynthese]].
* [[Urease]] enthält [[Nickel]].
* Die [[Nitratreduktase (NADH)]] ist ein [[molybdän]]haltiges pflanzliches Enzym, das die [[Reduktion (Chemie)|Reduktion]] von [[Nitrat]] zu [[Nitrit]] katalysiert.

== Weblinks ==
{{Commonscat|Metalloproteins|Metalloproteine}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Proteingruppe]]
[[Kategorie:Protein| Metalloproteine]]

Metalloproteine - Versionsgeschichte

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