Биология меди

Металлы жизненно необходимы, поскольку участвуют в ключевых биологических процессах. Традиционно их подразделяют на динамические сигнальные молекулы и статические кофакторы. Не участвующие в окислительно-восстановительных реакциях металлы, такие как кальций (Ca), калий (K), натрий (Na) и цинк (Zn), передают сигналы за счёт значительных колебаний внутриклеточных пулов ионов металлов. Напротив, окислительно-восстановительно активные переходные металлы, такие как медь (Cu) и железо (Fe), участвуют в катализе и в основном рассматриваются как статические кофакторы. Из-за способности образовывать повреждающие активные формы кислорода в реакциях Фентона они должны находиться в глубине активных центров белков и быть защищены. Медь изучали преимущественно как статический кофактор в ключевых процессах — от клеточного дыхания до пигментации, где она участвует в работе цитохром-c-оксидазы и тирозиназы соответственно. Однако за последнее десятилетие сформировалась новая парадигма восприятия доступности питательных веществ и регуляции белков — «металлоаллостерия». Она расширила представления о роли меди: помимо участия в катализе, медь может выступать динамической сигнальной молекулой, необходимой для клеточных процессов, влияющих на нормальную физиологию и развитие заболеваний. В этом вводном обзоре представлены как традиционные, так и новые представления о роли меди в биологии и о её многочисленных связях со здоровьем человека.