أكثر من %25 إلى %33 من الإنزيمات المعروفة تحتاج إلى أيونات معدنية ترتبط بقوة مع الإنزيمات كجزء من تركيبها البنائي أو تحتاجها لنشاطها لأن بعض الإنزيمات يمكن تحفزها بواسطة الأيونات المعدنية، وظيفة الأيونات المعدنية في الإنزيمات تمت دراستها بواسطة التقانات التالية:

التذبذب المغناطيسي النووي (Nuclear magnetic resonance (NMR التذبذب المغزلي الإلكتروني (electron spin resonance (ESR الأشعة السينية لعلم البلورة X-ray crystallography سرعة استرخاء البروتون (proton relaxation rate (PRE تستعمل تلك التقانات لدراسة ومعرفة تكوين وتحلل المعقدات المعدنية وتفاعلاتها مما يسهل ذلك من دراسة دور الأيونات المعدنية في التحفيز الإنزيمي، فالأيونات المعدنية الداخلة في التركيب البنائي للإنزيمات لا يمكن نزعها عن الإنزيم ما لم يؤدي ذلك إلى تحطيم التركيب البنائي ففي بعض الإنزيمات المتضمنة البروتينات الفلافينية المعدنية تتفاعل عكسيا مع الأيونات المعدنية لتكوين معقدات البروتين - المعدن الذي تكون عامل مساعد فعال فالمعقد يمثل بروتينات ذات هيئة فعالة ومتخصصة في عملها مما تعمل الأيونات على تثبيت الهيئة التركيبية للبروتينات فالأيونات المعدنية لها القدرة أن تتقبل زوج من الإلكترونات لتكوين اصرة كيماوية والأيونات المعدنية يمكن أن تحمل كحوامض عامه للتفاعل مع المواد المتعادلة أو غير الأيونية ولها القدرة أن ترتبط مع اكثر من مادة واحدة أي أن ها القدرة أن تتفاعل مع 2-4 أو 6 مركبات الأحماض الأمينية الحرة أو في حالة ارتباطات ببتيدية في البروتينات ملك عدة مجاميع لها القدرة أن تكون معقدات مع الأيونات المعدنية مثل مجاميع الأمين والكربوكسيل ها القدرة للارتباط مع المعادن ومن المجاميع التي ها القدرة للارتباط مع الأيونات المعدنية هي مجموعة السلفا هيدريل في الحامض الأميني السستائين وحلقة الاميدازول في الهستدين مهمة في تكوين معقدات البروتين - المعدن وتقريبا كل الإنزيمات الذي تحفز التفاعلات المتضمنة مجاميع الفوسفات تحتاج أيونات المغنيسيوم أو المنغنيز كعوامل مرافقة وغالبا ما تحتوي أيونات معدنية ملك أكثر من شحنه موجبة واحدة مثل الحديدوز والحديديك فالشحنات الموجبة تعمل على استقراريه الحالة الانتقالية بفعل التداخلات الالكتروستاتيكية وهذا هو آلية العمل التحفيزي بواسطة المعادن فالأيونات المعدنية لها القدرة لربط عدة مجاميع عندما تأخذ أزواجا من الإلكترونات الحرة لتكوين أواصر تناسقية وهي أحد أنواع الأواصر التساهمية التي تملك زوج من الإلكترونات تجهز بواسطة إحدى الذرتين اللتين تربطهما الآصرة ، لذلك تساهم الأيونات المعدنية في عمل الإنزيمات بطرق مختلفة كما تعمل الأيونات المعدنية على تقريب الأنزيم والمادة الأساس من يعضها البعض الآخر بواسطة تكوين أواصر تناسقية كما تسبب الأيونات المعدنية إجهاد المادة الأساس لما تعمل الأيونات المعدنية على مسك المجاميع المتفاعلة في التركيب البنائي ذات البعد الثلاثي كما تعمل الأيونات المعدنية على استقراريه التركيب البنائي الفعال للإنزيم.

تقسيم الإنزيمات حسب وجود المعادن: يمكن تقسيم الإنزيمات الحاوية معادن إلى قسمين هما:

1 - الإنزيمات المعدنية: وهي الإنزيمات التي تملك معدن واحد كأحد مكونات الإنزيم ولا يمكن استبدال المعدن بسهولة مع معدن آخر مثل carbonic anhydrase

, Carboxypeptidase aldolase, alkaline phosphatase alcohol dehydrogenase وهي الإنزيمات الحاوية على الزنك أو phenol oxidase الذي يحتوي نحاس أو إنزيم مرتبط مع المنغنيز مثل pyruvate oxidase أو cytochrome oxidase الذي يحتوي الحديد والنحاس وإنزيم xanthine oxidase الذي يحتوي الحديد المولبيدنم.

2. الإنزيمات المحفزة بواسطة المعادن مثل ATPase الذي يعتمد على الكالسيوم والمغنيسيوم وenolase oxaloacetate, decarboxylase تحتاج أيون المغنيسيوم وهذه الأيونات يمكن استبدالها من الإنزيم بسهولة، الإنزيمات المعدنية تحتوي كميات معلومة من الأيونات المعدنية الوظيفية الذي تحتفظ بها خلال تنقية الإنزيمات ففي حالة الإنزيمات الحاوية على المعادن، فأن المعدن يرتبط بقوة مع الإنزيم ويبقى الإنزيم محتفظا به حتى في حالة تنقيته بينما في حالة الإنزيمات المحفزة بالمعادن يكون ارتباط المعدن بالإنزيم اقل قوة فهناك حاجة لإضافة أيونات معدنية لزيادة نشاط الإنزيم مرة أخرى، فأن التمييز بين المجموعتين يعتمد على ألفة الإنزيم تجاه الأيونات المعدنية إلا أن الآلية التي بواسطتها تستطيع الأيونات المعدنية القيام بوظيفتها تكون متشابه في كلا المجموعتين.