De fleste af enzymerne til implementering af katalytisk aktivitet har brug for hjælpeelementer - cofaktorer. Disse stoffer er ikke-protein i naturen og er ikke altid en strukturel del af enzymmolekylet. Det funktionelle kompleks af et protein og en cofaktor kaldes et holoenzym, og kun proteindelen kaldes et apoenzym. En cofaktor, der er permanent en del af et enzym og er forbundet med det ved kovalente bindinger, kaldes en protesegruppe.
I en bredere forstand er en cofaktor en ekstra gruppe i ethvert komplekst protein, der holder det i en funktionel tilstand. I enzymproteiner kan cofaktorer være direkte involveret i katalysereaktionen.
Karakteristika og typer af cofaktorer
Cofaktorer er stoffer med lav molekylvægt, der er kemisk opdelt i 2 store grupper:
- ioner af divalente metaller (zink, magnesium,kalium, kobber, mangan, jern osv.);
- coenzymer - organiske ikke-proteinforbindelser.
Til gengæld er coenzymer opdelt i vitaminer med deres derivater og forbindelser af ikke-vitamin natur. Sidstnævnte omfatter:
- UDP-glukose;
- nukleotider;
- metalloporphyriner;
- FAD, OVER+, NADP+;
- glutathion;
- ubiquinone;
- S-adenosylmethionin.
Kofaktorer kan danne både stærke kovalente og svage bindinger med enzymer. Nogle grupper interagerer med polypeptiddelen så stærkt, at det er svært at adskille dem selv kemisk.
Vanskeligheder med at definere begreberne "cofaktor" og "coenzym"
I snæver forstand er cofaktorer metalioner, og coenzymer er grupper af organisk natur. Hvis vi betragter disse elementer ud fra deres funktionelle betydning, deltager cofaktoren ikke i katalysereaktionen og er derfor ikke et coenzym. I en generaliseret fortolkning er et coenzym et speci altilfælde af en cofaktor.
En sådan række fortolkninger skyldes, at disse termer i moderne biokemi er tvetydige begreber, der ikke har en universel definition.
Cofaktorers biologiske rolle
Enzymkofaktorer kan udføre en række funktioner, herunder:
- deltagelse i dannelsen og stabiliseringen af tertiære og kvaternære konformationer;
- stabilisering af underlaget eller det katalytiske center, der sikrerkomplementaritet mellem dem;
- deltagelse i katalyse som et ekstra substrat;
- regulering af enzymatisk aktivitet;
- deltagelse i redoxreaktioner.
Uanset virkningsmekanismen og den kemiske natur af cofaktoren, kan enzymet i dens fravær ikke udføre katalytisk aktivitet. Der er dog en lille gruppe enzymer, hvis funktion ikke er relateret til cofaktorer.
