Katalyse und Regulation bioenergetischer Prozesse durch die Erdalkalimetallionen Mg2+ und Ca2+

Unter den vier nicht zu den Spurenelementen gerechneten Bio-Metallkationen nimmt Mg

2+

aufgrund seines geringen lonenradius eine Sonderstellung ein (vgl. Tab. 13.1;

Martin; Black, Huang, Cowan

). Dieses Ion bevorzugt wegen des relativ kleinen Verhältnisses Radius/Ladung und der daraus folgenden Lewis-Acidität

mehrfach

negativ geladene Liganden, insbesondere Polyphosphate; im Gegensatz zum verwandten und in der katalytischen Funktion teilweise ähnlichen Zn

2+

ist Mg

2+

jedoch eindeutig ein „hartes“ Elektrophil (vgl. Abb. 2.6), welches mit einfachen N- und S-Liganden wie His oder Cys

−

keine inerten Komplexe mehr bildet. Darüber hinaus bevorzugt Mg

2+

sehr stark die Koordinationszahl sechs mit weitgehend oktaedrischer Konfiguration, während die sonst in der biologischen Funktion vergleichbaren Ionen entweder zu niedrigeren (Zn

2+

) oder höheren Koordinationszahlen neigen (Ca

2+

). Daß jedoch von dieser Regel unter dem „entatischen Streß“ durch ein Enzymprotein auch abgewichen werden kann, zeigt das Beispiel der Enolase (14.9).