De flesta enzymer för implementering av katalytisk aktivitet behöver hjälpelement - kofaktorer. Dessa ämnen är icke-proteiniska till sin natur och är inte alltid en strukturell del av enzymmolekylen. Det funktionella komplexet av ett protein och en kofaktor kallas ett holoenzym, och endast proteindelen kallas ett apoenzym. En kofaktor som är permanent del av ett enzym och är kopplad till det genom kovalenta bindningar kallas en protesgrupp.
I en vidare mening är en kofaktor en ytterligare grupp i ett komplext protein som håller det i ett funktionellt tillstånd. I enzymproteiner kan kofaktorer vara direkt involverade i katalysreaktionen.
Karakteristika och typer av kofaktorer
Kofaktorer är ämnen med låg molekylvikt som är kemiskt uppdelade i två stora grupper:
- joner av tvåvärda metaller (zink, magnesium,kalium, koppar, mangan, järn, etc.);
- koenzymer - organiska icke-proteinföreningar.
I sin tur delas koenzymer in i vitaminer med deras derivat och föreningar av icke-vitaminnatur. De senare inkluderar:
- UDP-glukos;
- nukleotider;
- metalloporfyriner;
- FAD, OVER+, NADP+;
- glutation;
- ubiquinone;
- S-adenosylmetionin.
Kofaktorer kan bilda både starka kovalenta och svaga bindningar med enzymer. Vissa grupper interagerar med polypeptiddelen så starkt att det är svårt att separera dem ens kemiskt.
Svårigheter att definiera begreppen "kofaktor" och "koenzym"
I snäv mening är kofaktorer metalljoner och koenzymer är grupper av organisk natur. Om vi betraktar dessa element utifrån deras funktionella betydelse, deltar inte kofaktorn i katalysreaktionen och är därför inte ett koenzym. I en generaliserad tolkning är ett koenzym ett specialfall av en kofaktor.
Ett sådant antal tolkningar beror på att i modern biokemi är dessa termer tvetydiga begrepp som inte har en universell definition.
Kofaktorernas biologiska roll
Enzymkofaktorer kan utföra en mängd olika funktioner, inklusive:
- deltagande i bildandet och stabiliseringen av tertiära och kvartära konformationer;
- stabilisering av substratet eller det katalytiska centrumet, säkerställerkomplementaritet mellan dem;
- deltagande i katalys som ett ytterligare substrat;
- reglering av enzymatisk aktivitet;
- deltagande i redoxreaktioner.
Oavsett verkningsmekanism och kofaktorns kemiska natur, i dess frånvaro, kan enzymet inte utföra katalytisk aktivitet. Det finns dock en liten grupp enzymer vars funktion inte är relaterad till kofaktorer.
