Il ruolo biologico del molibdeno è di importanza essenziale per quasi tutti i sistemi biologici, in quanto è richiesto dagli enzimi che catalizzano diverse reazioni chiave nel metabolismo globale del carbonio, dello zolfo e dell’azoto. Il metallo stesso è biologicamente inattivo a meno che non venga complessato da uno speciale cofattore.
Il ruolo biologico del molibdeno si esplica quale catalizzatore biologico per reazioni in cui il trasferimento di protoni ed elettroni, e forse il trasferimento di ossigeno, sono accoppiati. Gli enzimi contenenti molibdeno ricoprono posizioni chiave sia nei cicli redox biogeochimici di carbonio, azoto e zolfo sulla Terra sia nel metabolismo di ogni singolo organismo.
A tal fine, si sa che più di 50 enzimi contengono Mo e la maggior parte di essi si trova nei batteri mentre negli eucarioti ne sono stati trovati solo sei . Biologicamente, il Mo appartiene al gruppo degli oligoelementi, ovvero l’organismo ne ha bisogno solo in quantità minime.
Il molibdeno è un metallo di transizione scoperto nel 1778 by Carl Wilhelm Scheele è presente in natura nella molibdenite prevalentemente sotto forma di solfuro di aspetto simile al solfuro di piombo e alla grafite.
È presente nel suolo e trasferito negli alimenti quando si consumano verdure, così come gli animali che si nutrono di quelle erbe.
Il molibdeno è un microminerale vitale per molti processi biologici. Il ruolo biologico del molibdeno una volta assunto viene assorbito nel sangue dallo stomaco e dall’intestino, quindi trasportato al fegato e ai reni dove è immagazzinato.
Moco
Costituisce un componente enzimatico in importanti catalizzatori biologici funzionando come cofattore per numerosi enzimi che catalizzano trasformazioni chimiche nei cicli del carbonio, ciclo dell’azoto e ciclo dello zolfo.
La forma biologica del molibdeno è una molecola organica nota come cofattore molibdeno (Moco) presente nel sito attivo degli enzimi detti molibdoenzimi. In essi il molibdeno è presente come Mo(VI) ovvero in forma completamente ossidata.
Funzioni e ruolo biologico del molibdeno
Il Moco è un cofattore organometallico essenziale che si trova in quasi tutti gli organismi derivante dalla complessazione di uno ione molibdeno da parte della molibdopterina.
Negli esseri umani, il ruolo biologico del molibdeno funziona come cofattore di enzimi quali:
- solfito ossidasi che catalizza la trasformazione del solfito in solfato, reazione necessaria per il metabolismo degli amminoacidi solforati metionina e cisteina
SO32- + O2 + H2O ⇄ SO42- + H2O2
Studi recenti indicano anche un ruolo della solfito ossidasi nella riduzione dei nitriti in ossido nitrico.
- xantina ossidasi è una forma di xantina ossidoreduttasi, un tipo di enzima che genera specie reattive dell’ossigeno . Questo enzima catalizza l’ ossidazione dell’ipoxantina in xantina e possono catalizzare ulteriormente l’ossidazione della xantina in acido urico. Questo enzima svolge un ruolo importante nel catabolismo delle purine catalizzando la degradazione dei nucleotidi purinici (ATP e GTP)
ipoxantina + H 2O + O2 ⇄ xantina + H2O2
xantina + H2O + O2 ⇄ acido urico + H2O2
- aldeide ossidasi appartiene alla famiglia delle molibdoflavoproteine strutturalmente correlate come la xantina ossidasi. Catalizza l’ossidazione di aldeidi aromatiche e alifatiche e vari eterocicli aromatici e la riduzione di diversi gruppi funzionali. La xantina ossidasi e l’aldeide ossidasi svolgono un ruolo nel metabolismo di farmaci e tossine.
Fonti alimentari di molibdeno
La quantità di molibdeno negli alimenti dipende dalla quantità di molibdeno presente nel terreno e nell’acqua utilizzata per l’irrigazione. Negli alimenti vegetali, il contenuto è determinato principalmente dalla composizione del suolo. In quelli di origine vegetale dipende dall’alimentazione degli animali.
Il molibdeno è contenuto in alimenti sia di origine animale quali manzo, fegato e pollo che di origine vegetale come legumi, cereali, verdure a foglia verde e noci. Inoltre è presente nei latticini, come latte, yogurt e formaggio
