金属蛋白

金属蛋白（英语：Metalloprotein）是一类含有配位结合的金属离子作为辅因子的结合蛋白质。所有蛋白质中有大量是属于这一类。

功能

据估计，所有蛋白质中有大约一半含有金属。据另一个估计，大约四分之一到三分之一的所有蛋白质被提议要求有金属执行其功能。因此，金属蛋白在细胞中具有许多种不同的功能，例如蛋白质的储存和运输，酶和信号转导蛋白。金属离子在感染性疾病中的作用已经被审查。

配位化学原理

金属蛋白中的金属离子一般是与多肽链上氨基酸残基中的氮、氧或硫原子或与蛋白质相结合的大环配体相配位。由于金属离子的特殊氧化还原性质，金属酶常用作催化生氧化还原反应的催化剂。

氧载体

作为人类主要氧载体的血红蛋白具有四个亚基，其中铁（II）离子由平面大环配体原卟啉IX（PIX）和组氨酸残基的咪唑氮原子配位。第六配位位点含有一个水分子或二氧分子。 相比之下，在肌肉细胞中发现的蛋白质肌红蛋白只有一个这样的单位。活性位点位于疏水口袋中。这是重要的，因为没有它，铁（II）将不可逆地氧化成铁（III）。用于形成HbO₂的平衡常数使得取决于肺中或肌肉中的氧气体分压而吸收或释放氧。在血红蛋白中，四个亚基显示协同效应，其允许容易的氧从血红蛋白转移到肌红蛋白。
蚯蚓血红蛋白(Hemerythrin)是另一种含铁的氧载体。氧结合位点是双核铁中心。

细胞色素

氧化和还原反应在有机化学中不常见，因为很少有机分子可以充当氧化剂或还原剂。另一方面，铁（II）可以容易地被氧化成铁（III）。这种功能用于细胞色素，其作为电子转移载体。 金属离子的存在允许金属酶进行诸如氧化还原反应的功能，其不容易通过在氨基酸中发现的有限组的官能团来进行。大多数细胞色素中的铁原子包含在血红素基团中。 这些细胞色素之间的差异在于不同的侧链。 例如，细胞色素a具有血红素A辅基，细胞色素b具有血红素B辅基。这些差异导致不同的Fe 2+ / Fe 3+还原电位，使得各种细胞色素参与线粒体电子传递链。
细胞色素P450酶执行将氧原子插入C-H键的功能，一个氧化反应。

红氧还蛋白

铁硫蛋白是在硫代谢细菌和古菌中发现的电子载体。