Általános információkSzerkesztés
a kofaktorok szervetlen és szerves vegyi anyagok, amelyek segítik az enzimeket a reakciók katalízisében. A koenzimek nem fehérje szerves molekulák, amelyek többnyire vízben oldódó vitaminok származékai foszforilezés; kötődnek apoenzim fehérjékhez, hogy aktív holoenzimet termeljenek. Az apoenzimek olyan enzimek, amelyekből hiányzik a megfelelő működéshez szükséges kofaktor(ok); az enzim koenzimhez való kötődése holoenzimet képez. A holoenzimek az apoenzimek aktív formái.
a kofaktorok lehetnek fémek vagy kis szerves molekulák, elsődleges funkciójuk az enzimaktivitás elősegítése. Képesek segíteni bizonyos, szükséges reakciók végrehajtásában, amelyeket az enzim nem képes egyedül végrehajtani. Ezek koenzimekre és protetikai csoportokra oszlanak. A holoenzim egy katalitikusan aktív enzimre utal, amely mind az apoenzimből (a kofaktor(ok) nélküli enzimből), mind a kofaktorból áll. A kofaktoroknak két csoportja van: a fémek és a koenzimeknek nevezett kis szerves molekulák. A koenzimek kis szerves molekulák, amelyeket általában vitaminokból nyernek. A protéziscsoportok szorosan kötött koenzimekre utalnak, míg a cosubstrátumok lazán kötött koenzimekre utalnak, amelyek ugyanúgy szabadulnak fel, mint a szubsztrátok és a termékek. A lazán kötött koenzimek abban különböznek a szubsztrátoktól, hogy ugyanazokat a koenzimeket különböző enzimek használhatják a megfelelő enzimaktivitás elérése érdekében.
általános képlet
fém kofaktorokszerkesztés
a fémionok gyakori enzimkofaktorok. Egyes enzimek, amelyeket metalloenzimeknek neveznek, nem működhetnek kötött fémion nélkül az aktív helyen. A napi táplálkozás, ez a fajta kofaktor szerepet játszik, mint az alapvető nyomelemek, mint például: vas (Fe3+), mangán (Mn2+), kobalt (Co2+), réz (Cu2+), cink (Zn2+), szelén (Se2+), és molibdén (Mo5+). Például az Mg2+ – ot glikolízisben használják. A glükóz 6-foszfáttá történő átalakításának első lépésében, mielőtt az ATP-t ADP és egy foszfátcsoport előállítására használják, az ATP Mg2+ – hoz kötődik, amely stabilizálja a másik két foszfátcsoportot, így könnyebb csak egy foszfátcsoportot felszabadítani. Egyes baktériumokban, mint például az Azotobacter nemzetség és a Pyrococcus furiosus, a fém kofaktorok is fontos szerepet játszanak. A kofaktorok egyik példája a szén-anhidráz cink által közvetített funkciója vagy a restrikciós endonukleáz magnézium által közvetített funkciója.
Koenzimszerkesztés
A koenzim egy kicsi, szerves, nem fehérjemolekula, amely kémiai csoportokat hordoz az enzimek között. Ez az enzim kofaktora, és nem képez állandó részt az enzim szerkezetében. Néha cosubstrates-nek nevezik őket, és olyan szubsztrátoknak tekintik őket, amelyek lazán kötődnek az enzimhez. A metabolizmusban a koenzimek szerepet játszanak a csoporttranszfer reakciókban, mint például az ATP és az a koenzim, valamint az oxidációs-redukciós reakciókban, mint például a NAD+ és a Q10 koenzim. A koenzimeket gyakran fogyasztják és újrahasznosítják. Kémiai csoportokat adunk hozzá és folyamatosan leválasztjuk egy enzimmel. Az ATP szintáz enzim foszforilálja és átalakítja az ADP-t ATP-vé, míg a kináz defoszforilálja az ATP-t ADP-vé folyamatos sebességgel is. A koenzim molekulák többnyire vitaminokból származnak. Gyakran nukleotidokból, például adenozin-trifoszfátból és koenzim A.
A koenzim aktivitásának és az enzimre gyakorolt kötő hatásának további kutatásával többet lehet feltárni arról, hogy az enzim hogyan változik konformációsan és funkcionálisan. Példa erre az integrált membrán enzimek mapeg csoportja. Ezek az enzimek kulcsfontosságúak a lipofil szubsztrátok katalitikus átalakításában, amelyek részt vesznek az arachidonsavból származó hírvivők előállításában és a xenobiotikus méregtelenítésben. Kötött mosószer alkalmazásával a MAPEG enzim kofaktorának, a glutationnak a utánzására egy új, a lipofil szubsztrátra specifikus aktív helyet tárnak fel; így további vizsgálatok feltárhatják, hogy ezek a szubsztrátok hogyan kötődnek az enzim ezen második formájához .
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. A DNS-ligázok szubsztrátjaként is működik poszttranszlációs módosítás, ahol a reakció eltávolítja az acetilcsoportokat a fehérjékből. Továbbá a glikolízisben és a citromsavciklusban a NAD+ oxidálja a glükózt és energiát szabadít fel, amelyet azután NADH-ra redukálva nad+ – ba továbbítanak. A NADH később oxidatív foszforilezéssel kiüríti az extra elektronot, hogy ATP-t hozzon létre, amely az energiaforrás, amelyet az emberek minden nap használnak. Amellett, hogy katabolikus reakciók, NADH is részt vesz az anabolikus reakciók, mint a glükoneogenezis, és ez is segíti a termelés neurotranszmitterek az agyban.
FADHEdit
a flavin-adenin-dinukleotid egy protéziscsoport, amely a NADH-hoz hasonlóan redukálószerként működik a sejtlégzésben, és elektronokat adományoz az elektronszállító Láncnak.
QuinoneEdit
-
1,2-Benzoquinone
-
1,4-Benzoquinone
-
antrakinon
olyan vegyületek, amelyek teljesen konjugált aromás gyűrűkkel rendelkeznek, amelyekhez két oxigénatom karbonilcsoportként van kötve (azaz diketonok). A kinon szerkezete lehetővé teszi számukra, hogy színekkel rendelkező anyagokat képezzenek. Pigmentként léteznek baktériumokban, gombákban és bizonyos növényekben, és jellegzetes színeket adnak nekik. Ezenkívül különböző színű színezékek gyártására használják ipari célokra. A biológiai rendszerekben elektron akceptorként (oxidálószerként) szolgálnak az elektrontranszport láncokban, például a fotoszintézisben és az aerob légzésben. Számos természetes vagy szintetikus kinin biológiai vagy farmakológiai aktivitást mutat, néhány esemény pedig tumorellenes aktivitást mutat.
CoAEdit
a pantoténsav ATP-ből szintetizált koenzim Acil-csoport hordozóként működik olyan funkcionális csoportok szállítására, mint az acetil (acetil-CoA) vagy tioészterek metabolikus reakciókban, mint a zsírsav oxidációja (zsírsavak szintézise) és a citromsavciklus (sejtlégzés). A zsírsavakat a citoplazmából a mitokondriumokba is továbbítja. Az anyagcserében betöltött transzporter szerepe mellett a CoA önmagában is fontos molekula. Például a CoA a HMG-CoA fontos előfutára, amely fontos enzim a koleszterin és a ketonok metabolikus szintézisében. Ezenkívül hozzájárul az acetilcsoporthoz az acetilkolin szerkezetéhez, amely fontos neurotranszmitter, amely felelős az izomösszehúzódás kiváltásáért.
közös Koenzimekszerkesztés
A-Vitamin
Az A-Vitamin két molekulára oszlik, az A1-vitaminra (retinol) és az A2-vitaminra (dehidroretinol). A Retinol a legaktívabb és leggyakoribb forma. Az a-vitaminnak nagy konjugált lánca van, amely a molekula reaktív helyeként szolgál. A legtöbb kofaktorral ellentétben az A-Vitamin kémiai változások sorozatán megy keresztül (oxidációk, redukciók és izomerizációk), mielőtt visszatér eredeti formájába. Az A-Vitamin elektronjainak az a képessége, hogy az A-Vitamin elektronjai eljutnak a \\displaystyle\pi {\text {to}}\pi ^ { * }} 
C-Vitamin
aszkorbinsavként is ismert, A C-Vitamin meglehetősen bőséges a legtöbb növényben és állatban, kivéve a főemlősöket, tengerimalacokat, denevéreket és néhány madarat. Annak ellenére, hogy az ember képtelen szintézist abszorbinsav, elengedhetetlen számos bioszintetikus úton, például a kollagén szintetizálásában. A hiány a skorbut nevű betegséghez vezet. A C-Vitamin segít szabályozni az immunrendszert és enyhíti a fáradt izmok okozta fájdalmat. A kollagén és a noradrenalin előállításához is szükség van. A C-Vitamin antioxidáns is, amely fokozhatja az immunrendszert azáltal, hogy stimulálja a fehérvérsejteket a szervezetben. A C-Vitamin a bőr, a fogak és a csontok javát is szolgálja.
B1-Vitamin
tiaminnak vagy tiamin-difoszfátnak (TPP) is nevezik, a B1-Vitamin az oxidatív dekarboxilezés kofaktora mind a Kreb-ciklusban, mind a piruvát acetil-CoA-Vá történő átalakításában (fontos molekula, amelyet az anyagcsere citromsavciklusában használnak). Széles körben elérhető az emberi étrendben, és különösen erős a búzacsíra és az élesztő. Funkcionalitása egy tiazolgyűrűből származik, amely stabilizálja a töltést és az elektron transzfert rezonancia útján.
B2-Vitamin
a B2-Vitamin riboflavin néven ismert. A B2-Vitamin a flavin-adenin-dinukleotid (FAD) és a flavin-mononukleotid (FMN) prekurzora, amelyek az oxidált szubsztrátok koenzimjei. A FAD riboflavint és adenint tartalmaz. Az FMN riboflavint tartalmaz, ezért nevezik mononukleotidnak.
B3-Vitamin
A B3-Vitamin Niacin vagy nikotinsav, képlete C5H4NCO2H. a B3-Vitamin a NADH, NAD+, NADP+ és NADPH prekurzora, amelyek minden élő sejtben megtalálhatók koenzimek. A NAD + és a NADP + oxidálószerek. NADH és NADPH redukálószerek.
B6-Vitamin
a B6-Vitamin A koenzim piridoxál-foszfát (PLP) prekurzora, amely az aminosavak bizonyos átalakításához szükséges, beleértve a transzaminációt, a deaminációt és a dekarboxilezést.
B12-Vitamin
a B12-Vitamin egy olyan rokon vegyületcsoport neve, amely rendelkezik ezzel a vitaminaktivitással. Ezek a vegyületek tartalmazzák a ritka kobalt elemet. Az emberek nem képesek szintetizálni a B12-et, és étrendből kell beszerezniük.
Hedit-Vitamin
biotinnak is nevezik, a H-Vitamin egy karboxil hordozó; megköti a CO2-t, és addig hordozza, amíg a CO2-t karboxiláz reakciókban adományozzák. Vízben oldódó és fontos a zsírsavak és a leucin aminosav metabolizmusában. A hiány dermatitiszhez és hajhulláshoz vezet, így a kozmetikumok népszerű összetevője.
KEdit-Vitamin
A K-Vitamin szükséges a véralvadás és a Ca2+ kötődés folyamatához. A K-vitamint baktériumok szintetizálhatják a belekben. K-vitaminra van szükség a glutamát oldalláncának karboxilezésének katalizálásához a fehérjékben.
nem enzimatikus kofaktorokszerkesztés
a kofaktort széles körben használják a biológiai területen olyan molekulákra is, amelyek aktiválják, gátolják vagy szükségesek a fehérje működéséhez. Például a receptorfehérjékhez kötődő és aktiváló hormonokat kofaktoroknak vagy koaktivátoroknak nevezzük, míg a receptorfehérjéket gátló molekulákat corepressoroknak nevezzük.
a koaktivátor fokozhatja a transzkripció iniciálását azáltal, hogy stabilizálja az RNS polimeráz holoenzim képződését, lehetővé téve a promoter gyorsabb clearance-ét.
a corepressor képes elnyomni a transzkripciós iniciációt hiszton-dezacetilázok toborzásával, amelyek katalizálják az acetilcsoportok eltávolítását a lizinmaradékokból. Ez növeli a hisztonok pozitív töltését, ami erősíti a hisztonok és a DNS közötti kölcsönhatást, így az utóbbi kevésbé hozzáférhető a transzkripcióhoz.