Obecné informaceedit
kofaktory jsou anorganické a organické chemikálie, které pomáhají enzymům při katalýze reakcí. Koenzymy jsou non-protein, organické molekuly, které jsou většinou deriváty vitamínů rozpustných ve vodě fosforylace; vážou apoenzyme na proteiny produkovat aktivní holoenzyme. Apoenzymy jsou enzymy, které postrádají potřebné kofaktory pro správné fungování; vazba enzymu na koenzym tvoří holoenzym. Holoenzymy jsou aktivní formy apoenzymů.
Kofaktory mohou být kovy nebo malé organické molekuly, a jejich primární funkcí je pomáhat při enzymové aktivity. Jsou schopni pomoci při provádění určitých, nezbytných reakcí, které enzym nemůže provádět sám. Jsou rozděleny do koenzymů a protetických skupin. Holoenzym označuje katalyticky aktivní enzym, který se skládá jak z apoenzymu (enzymu bez kofaktoru), tak z kofaktoru. Existují dvě skupiny kofaktorů: kovy a malé organické molekuly nazývané koenzymy. Koenzymy jsou malé organické molekuly obvykle získané z vitamínů. Protetické skupiny se týkají těsně vázaných koenzymů, zatímco kosubstráty se týkají volně vázaných koenzymů, které se uvolňují stejným způsobem jako substráty a produkty. Volně vázané koenzymy se liší od substrátů tím, že stejné koenzymy mohou být použity různými enzymy, aby se dosáhlo správné enzymatické aktivity.
obecný vzorec
kovové kofaktoryeditovat
kovové ionty jsou běžné enzymové kofaktory. Některé enzymy, označované jako metaloenzymy, nemohou fungovat bez vázaného kovového iontu v aktivním místě. V denní výživě, tento druh kofaktor hraje roli jako esenciální stopové prvky, jako jsou: železo (Fe3+), manganu (Mn2+), kobaltu (Co2+), měď (Cu2+), zinek (Zn2+), selen (Se2+) a molybdenu (Mo5+). Například Mg2+ se používá při glykolýze. V prvním kroku přeměny glukózy na glukóza-6-fosfátu, než ATP se používá k dát ADP a jedna fosfátová skupina ATP je vázán Mg2+, které stabilizuje další dvě fosfátové skupiny, takže je snadnější uvolnění pouze jedna fosfátová skupina. U některých bakterií, jako je rod Azotobacter a Pyrococcus furiosus, jsou také objeveny kovové kofaktory, které hrají důležitou roli. Příkladem kofaktorů v akci je zinkem zprostředkovaná funkce karboanhydrázy nebo hořčíkem zprostředkovaná funkce restrikční endonukleázy.
Koenzym
koenzym je malá organická neproteinová molekula, která nese chemické skupiny mezi enzymy. Je kofaktorem enzymu a netvoří trvalou součást struktury enzymu. Někdy se nazývají kosubstráty a jsou považovány za substráty, které jsou volně vázány na enzym. V metabolismu hrají koenzymy roli ve skupinových přenosových reakcích, jako je ATP a koenzym A, a oxidačních redukčních reakcích, jako je NAD+ a koenzym Q10. Koenzymy se často konzumují a recyklují. Chemické skupiny se přidávají a oddělují kontinuálně enzymem. ATP syntázový enzym fosforyluje a převádí ADP na ATP, zatímco kináza defosforyluje ATP zpět na ADP kontinuálně. Molekuly koenzymu jsou většinou odvozeny od vitamínů. Jsou také běžně vyrobeny z nukleotidů, jako je adenosintrifosfát a koenzym A.
prostřednictvím dalšího výzkumu aktivity koenzymu a jeho vazebného účinku na enzym, lze odhalit více o tom, jak se enzym mění konformačně a funkčně. Příkladem je MAPEG skupina integrálních membránových enzymů. Tyto enzymy jsou rozhodující při katalytické transformaci lipofilních substrátů, které se podílejí na produkci poslů odvozených od kyseliny arachidonové a detoxikaci xenobiotiky. Pomocí vázané pracího prostředku napodobovat MAPEG kofaktor enzymu glutathion, nové aktivní místo specifické pro lipofilní substrát je odhalen, tak, další studie mohou odhalit, jak tyto substráty se vážou na tato druhá forma enzymu .
Important CoenzymesEdit
NADHEdit
nicotinamide adenine dinucleotide is a coenzyme derived from vitamin B3. In NAD+ the functional group of the molecule is only the nicotinamide part. NAD+ is capable of carrying and transferring electrons and functions as oxidizing agent in redox reactions. Funguje také jako substrát pro DNA ligázy v posttranslační modifikaci, kde reakce odstraňuje acetylové skupiny z proteinů. Kromě toho v glykolýze a cyklu kyseliny citronové NAD + oxiduje glukózu a uvolňuje energii, která se pak přenáší na NAD+ redukcí na NADH. NADH později uvolní další elektron oxidační fosforylací za vzniku ATP, což je zdroj energie, který lidé používají každý den. Kromě katabolických reakcí se NADH podílí také na anabolických reakcích, jako je glukoneogeneze, a také pomáhá při produkci neurotransmiterů v mozku.
FADHEdit
flavin adenin dinucleotidu je protetickou skupinou, která, jako NADH, funguje jako redukční činidlo v buněčné dýchání a daruje elektrony do elektronového transportního řetězce.
QuinoneEdit
-
1,2-Benzoquinone
-
1,4-Benzoquinone
-
Anthrachinon
sloučeniny, které mají plně konjugované aromatické kruhy, které dva atomy kyslíku jsou ohraničené jako karbonylové skupiny (tj. diketones). Struktura chinonu jim dává schopnost vytvářet látky s barvami. Existují jako pigmenty v bakteriích, houbách a některých rostlinách a dávají jim jejich charakteristické barvy. Kromě toho se používají k výrobě různých barevných barviv pro průmyslové účely. V biologických systémech slouží jako akceptory elektronů (oxidační činidla) v transportních řetězcích elektronů, jako jsou řetězce fotosyntézy a aerobního dýchání. Mnoho přírodních nebo syntetických chininů vykazuje biologické nebo farmakologické aktivity a některé události vykazují protinádorové aktivity.
CoAEdit
koenzymu A, syntetizován z kyseliny pantothenové, ATP, funguje jako acyl skupiny dopravci k přepravě funkční skupiny, jako jsou acetyl (acetyl-CoA) nebo thioestery v metabolických reakcí, jako je oxidace mastných kyselin (syntézu mastných kyselin) a v cyklu kyseliny citrónové (buněčné dýchání). Přenáší také mastné kyseliny z cytoplazmy do mitochondrií. Kromě své transportní role v metabolismu je CoA také důležitou molekulou sama o sobě. Například CoA je důležitým prekurzorem HMG-CoA, důležitého enzymu v metabolické syntéze cholesterolu a ketonů. Dále přispívá acetylovou skupinou ke struktuře acetylcholinu, což je důležitý neurotransmiter zodpovědný za indukci svalové kontrakce.
Společné CoenzymesEdit
Vitamin AEdit
Vitamin A je rozdělena do dvou molekul, Vitamín A1 (retinol) a Vitamín A2 (dehydroretinol). Retinol je nejaktivnější a nejběžnější forma. Vitamin A má velký konjugovaný řetězec, který slouží jako reaktivní místo molekuly. Na rozdíl od většiny kofaktorů prochází Vitamin A sekvencí chemických změn (oxidací, redukcí a izomerizací), než se vrátí do své původní podoby. Schopnost Vitaminu A, elektrony cestují od π do π ∗ {\displaystyle \pi {\text {}} \pi ^{*}} 
Vitamin CEdit
vitamin C, známý také jako kyselina askorbová, je poměrně hojný u většiny rostlin a zvířat kromě primátů, morčat, netopýrů a některých ptáků. Navzdory neschopnosti člověka syntetizovat kyselinu absorbující, je nezbytná v mnoha biosyntetických drahách, jako je syntéza kolagenu. Nedostatek vede k onemocnění zvanému kurděje. Vitamin C pomáhá regulovat imunitní systém a zmírňuje bolest způsobenou unavenými svaly. Je také zapotřebí při výrobě kolagenu a norepinefrinu. Vitamin C je také antioxidant, který může posílit imunitní systém stimulací bílých krvinek v těle. Vitamin C také pomáhá těžit z kůže, zubů a kostí.
Vitamin B1Edit
Také jmenoval Thiamin nebo Thiamin-difosfát (TPP), Vitamin B1 je kofaktorem pro oxidativní dekarboxylaci a to jak v Krebsův Cyklus a při přeměně pyruvátu na acetyl-CoA (důležitá molekula použita v cyklu kyseliny citrónové metabolismu). Je široce dostupný v lidské stravě a zvláště účinný v pšeničných klíčcích a kvasnicích. Jeho funkčnost je výsledkem thiazolového kruhu, který stabilizuje přenos náboje a elektronů rezonancí.
Vitamin B2Edit
Vitamin B2 je známý jako riboflavin. Vitamin B2 je prekurzorem Flavinadenin dinukleotidu (FAD) a flavin mononukleotidu (FMN), což jsou koenzymy používané k oxidovaným substrátům. FAD obsahuje riboflavin a adenin. FMN obsahuje riboflavin, proto se nazývá mononukleotid.
Vitamin B3Edit
Vitamin B3 Niacin nebo kyselina nikotinová vzorce C5H4NCO2H. Vitamín B3 je předzvěst NADH + h+, NAD+, NADP+ a NADPH, které jsou koenzymy nalézt ve všech živých buňkách. NAD+ a NADP + jsou oxidační činidla. NADH a NADPH jsou redukční činidla.
Vitamin B6Edit
Vitamin B6 je předzvěst koenzym pyridoxalfosfát (PLP), která je vyžadována v některých transformace aminokyselin včetně transaminace, deaminace, dekarboxylace.
Vitamin B12
Vitamin B12 je název pro třídu příbuzných sloučenin, které mají tuto vitamínovou aktivitu. Tyto sloučeniny obsahují vzácný prvek kobalt. Lidé nemohou syntetizovat B12 a musí jej získat ze stravy.
Vitamin HEdit
také pojmenovaný Biotin, Vitamin H je karboxylový nosič; váže CO2 a nese ho, dokud CO2 není darován v karboxylázových reakcích. Je rozpustný ve vodě a důležitý v metabolismu mastných kyselin a aminokyseliny leucinu. Nedostatek vede k dermatitidě a vypadávání vlasů, což z něj činí oblíbenou složku v kosmetice.
Vitamin KEdit
Vitamin K je potřebný pro proces srážení krve a vazby Ca2+. Vitamin K může být syntetizován bakteriemi ve střevech. Vitamin K je potřebný pro katalyzování karboxylace γ-uhlíku postranního řetězce glutamátu v proteinech.
neenzymatické kofaktoryedit
kofaktor se také široce používá v biologické oblasti k označení molekul, které buď aktivují, inhibují nebo jsou potřebné pro funkci proteinu. Například ligandy, jako jsou hormony, které se vážou na receptorové proteiny a aktivují je, se nazývají kofaktory nebo koaktivátory, zatímco molekuly, které inhibují receptorové proteiny, se nazývají korepresory.
koaktivátor může zvýšit iniciaci transkripce stabilizací tvorby holoenzymu RNA polymerázy umožňující rychlejší clearance promotoru.
korepresor může potlačit transkripční iniciaci náborem Histon deacetyláz, které katalyzují odstranění acetylových skupin z lysinových zbytků. Tím se zvyšuje kladný náboj histonů, který posiluje interakci mezi histony a DNA, čímž je tato látka méně přístupná transkripci.