Algemene informatie edit
cofactoren zijn anorganische en organische chemische stoffen die enzymen helpen bij de katalyse van reacties. Coenzymes zijn niet-eiwit organische molecules die meestal derivaten van vitaminen oplosbaar in water door phosphorylation zijn; zij binden apoenzyme aan proteã nen om een actief holoenzyme te produceren. Apoenzymes zijn enzymen die hun noodzakelijke cofactor(s) voor het juiste functioneren missen; de band van het enzym aan een coenzyme vormt een holoenzyme. Holoenzymes zijn de actieve vormen van apoenzymes.
cofactoren kunnen metalen of kleine organische moleculen zijn, en hun primaire functie is het ondersteunen van de enzymactiviteit. Ze kunnen helpen bij het uitvoeren van bepaalde, noodzakelijke reacties die het enzym niet alleen kan uitvoeren. Zij zijn verdeeld in coenzymes en prosthetische groepen. Een holoenzym verwijst naar een katalytisch actief enzym dat bestaat uit zowel apoenzym (enzym zonder cofactor) als cofactor. Er zijn twee groepen van cofactoren: metalen en kleine organische molecules genoemd coenzymes. Coenzymes zijn kleine organische molecules gewoonlijk verkregen uit vitaminen. De prothetische groepen verwijzen naar strak gebonden coenzymes, terwijl cosubstraten naar losjes gebonden coenzymes verwijzen die op dezelfde manier als substraten en producten worden vrijgegeven. Los gebonden coenzymes verschillen van substraten in die zin dat dezelfde coenzymes door verschillende enzymen kunnen worden gebruikt om juiste enzymactiviteit tot stand te brengen.
algemene formule
Metaalcofactoren edit
metaalionen zijn veel voorkomende enzymcofactoren. Sommige enzymen, als metalloenzymes worden bedoeld, kunnen zonder een gebonden metaalion in de actieve plaats niet functioneren. In de dagelijkse voeding speelt dit soort cofactor een rol als essentiële sporenelementen zoals: ijzer (Fe3+), mangaan (MN2+), kobalt (Co2+), koper (Cu2+), zink (Zn2+), selenium (Se2+) en molybdeen (Mo5+). Bijvoorbeeld, wordt Mg2 + gebruikt in glycolyse. In de eerste stap van het omzetten van glucose in glucose 6-fosfaat, alvorens ATP wordt gebruikt om ADP en één fosfaatgroep te geven, is ATP gebonden aan Mg2+ die de andere twee fosfaatgroepen stabiliseert zodat is het gemakkelijker om slechts één fosfaatgroep vrij te geven. In sommige bacteriën zoals genus Azotobacter en Pyrococcus furiosus, worden metaalcofactoren ook ontdekt om een belangrijke rol te spelen. Een voorbeeld van cofactoren in actie is de zink-gemedieerde functie van koolzuuranhydrase of de magnesium-gemedieerde functie van restrictie-endonuclease.
CoenzymeEdit
een co-enzym is een klein, organisch, niet-eiwitmolecuul dat chemische groepen tussen enzymen draagt. Het is de cofactor voor het enzym en vormt geen permanent onderdeel van de structuur van het enzym. Soms worden ze cosubstraten genoemd en worden ze beschouwd als substraten die los gebonden zijn aan het enzym. In metabolisme, spelen coenzymes een rol in groep-overdrachtreacties, zoals ATP en coenzyme A, en oxidatie-verminderingsreacties, zoals NAD+ en coenzyme Q10. Coenzymes worden vaak geconsumeerd en gerecycleerd. Chemische groepen worden continu toegevoegd en losgemaakt door een enzym. ATP synthase enzym phosphorylates en zet de ADP in ATP, terwijl Kinase dephosphorylates de ATP terug naar ADP bij continue tarieven ook. Co-enzym moleculen zijn meestal afgeleid van vitaminen. Zij worden ook algemeen gemaakt van nucleotiden zoals adenosinetrifosfaat en coenzyme A.
door verder onderzoek in coenzymeactiviteit en zijn bindend effect op het enzym, kan meer worden geopenbaard over hoe het enzym bouwkundig en functioneel verandert. Een voorbeeld is van de mapeg-groep van integrale membraanenzymen. Deze enzymen zijn cruciaal in de katalytische transformatie van lipofiele substraten, die betrokken zijn bij arachidonic zuur afgeleide boodschappers productie en xenobiotic ontgifting. Door gebruik van een gebonden detergent om de cofactor van een mapeg-enzym, glutathion, na te bootsen, wordt een nieuwe actieve plaats specifiek voor lipofiel substraat geopenbaard; aldus, kunnen verdere studies onthullen hoe deze substraten aan deze tweede vorm van het enzym binden .
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. Het werkt ook als substraat voor ligases van DNA in posttranslational wijziging, waar de reactie acetylgroepen van proteã nen verwijdert. Voorts in glycolyse en de citroenzuurcyclus, oxideert nad+ glucose en geeft energie vrij, die dan aan NAD+ door vermindering aan NADH wordt overgebracht. NADH laadt later het extra elektron door oxidatieve phosphorylation om ATP te produceren, die het gebruik van de energiebron van de mensen elke dag is. Naast katabole reacties, is NADH ook betrokken bij anabole reacties zoals gluconeogenese, en het helpt ook bij de productie van neurotransmitters in de hersenen.
FADHEdit
flavineadeninedinucleotide is een prothetische groep die, net als NADH, fungeert als reductiemiddel in cellulaire ademhaling en elektronen doneert aan de elektronentransportketen.
QuinoneEdit
-
1,2-Benzoquinone
-
1,4-Benzoquinone
-
antrachinon
verbindingen met volledig geconjugeerde aromatische ringen waaraan twee zuurstofatomen als carbonylgroepen zijn gebonden (d.w.z. diketonen). De structuur van Quinone geeft hen de mogelijkheid om stoffen met kleuren te vormen. Ze bestaan als pigmenten in bacteriën, schimmels en bepaalde planten, en geven ze hun karakteristieke kleuren. Bovendien worden ze gebruikt om verschillende kleurkleurstoffen voor industriële doeleinden te vervaardigen. In biologische systemen, dienen zij als elektron acceptoren (oxyderende agenten) in elektronentransportketens zoals die in fotosynthese en aërobe ademhaling. Veel natuurlijke of synthetische kinines tonen biologische of farmacologische activiteiten, en sommige gebeurtenissen tonen antitumorale activiteiten.
CoAEdit
co-enzym A, gesynthetiseerd uit pantotheenzuur ATP, fungeert als dragers van de acylgroep voor het transport van functionele groepen zoals acetyl (acetyl-CoA) of thioesters in metabole reacties zoals vetzuuroxidatie (synthese van vetzuren) en citroenzuurcyclus (cellulaire ademhaling). Het brengt ook vetzuren van cytoplasma aan mitochondriën over. Naast zijn transporterrol in metabolisme, is CoA ook een belangrijke molecule op zich. Zo is CoA een belangrijke voorloper van HMG-CoA, een belangrijk enzym in de metabole synthese van cholesterol en ketonen. Bovendien draagt het de acetylgroep bij aan de structuur van acetylcholine, een belangrijke neurotransmitter die verantwoordelijk is voor het veroorzaken van spiercontractie.
vaak CoenzymesEdit
vitamine AEdit
vitamine A wordt onderverdeeld in twee moleculen, vitamine A1 (retinol) en vitamine A2 (dehydroretinol). Retinol is de meest actieve en veel voorkomende vorm. Vitamine A heeft een grote geconjugeerde keten die als reactieve plaats van de molecule dient. In tegenstelling tot de meeste cofactoren, ondergaat vitamine A een opeenvolging van chemische veranderingen (oxidaties, verlagingen, en isomerisaties) alvorens terug te keren naar zijn oorspronkelijke vorm. Het vermogen van vitamine A ‘ S elektronen om te reizen van π naar π ∗ {\displaystyle \pi {\text{ to }}\pi ^{*}} 
vitamine CEdit
ook bekend als ascorbinezuur, vitamine C is vrij overvloedig aanwezig in de meeste planten en dieren met uitzondering van primaten, cavia ‘ s, vleermuizen en sommige vogels. Ondanks het onvermogen van de mens aan synthese absorbinezuur, is het essentieel in vele biosynthetische wegen zoals het synthetiseren van collageen. Deficiëntie leidt tot een ziekte genaamd scheurbuik. Vitamine C helpt bij het reguleren van het immuunsysteem en het verlichten van pijn veroorzaakt door vermoeide spieren. Het is ook nodig bij de vervaardiging van collageen en noradrenaline. Vitamine C is ook een antioxidant die het immuunsysteem kan versterken door het stimuleren van witte bloedcellen in het lichaam. Vitamine C helpt ook om de huid, tanden en botten ten goede te komen.
vitamine B1Edit
ook Thiamine of Thiaminedifosfaat (TPP) genoemd, vitamine B1 is een cofactor voor oxidatieve decarboxylatie zowel in de cyclus van Kreb als bij het omzetten van pyruvaat in acetyl-CoA (een belangrijk molecuul dat wordt gebruikt in de voedingscyclus van citroenzuur). Het is wijd beschikbaar in de menselijke voeding en bijzonder krachtig in tarwekiemen en gist. De functionaliteit komt van een thiazole ring die de lading stabiliseert en de elektronenoverdracht door resonantie.
vitamine B2Edit
vitamine B2 wordt riboflavine genoemd. Vitamine B2 is de voorloper van Flavinadenine dinucleotide (FAD) en flavinmononucleotide (FMN) die coenzymes aan geoxideerde substraten worden gebruikt. FAD bevat riboflavine en adenine. FMN bevat riboflavine dat is waarom het mononucleotide wordt genoemd.
vitamine B3edit
vitamine B3 is niacine of nicotinezuur met de formule C5H4NCO2H. vitamine B3 is een voorloper van NADH, NAD+, NADP+ en NADPH, co-enzymen die in alle levende cellen worden aangetroffen. NAD + en NADP+ zijn oxiderende stoffen. NADH en NADPH zijn reductiemiddelen.
vitamine B6Edit
vitamine B6 is voorloper van het co-enzym pyridoxaalfosfaat (PLP), dat nodig is bij bepaalde transformatie van aminozuren, waaronder transaminatie, deaminatie en decarboxylering.
vitamine B12Edit
vitamine B12 is de naam voor een klasse van verwante verbindingen die deze vitamine-activiteit hebben. Deze verbindingen bevatten het zeldzame element kobalt. Mensen kunnen B12 niet synthetiseren en moeten het van dieet verkrijgen.
vitamine HEdit
ook biotine genoemd, vitamine H is een carboxyldrager; het bindt CO2 en draagt het tot het CO2 wordt gedoneerd in carboxylasereacties. Het is wateroplosbaar en belangrijk in het metabolisme van vetzuren en het aminozuur Leucine. Deficiëntie leidt tot dermatitis en haaruitval, waardoor het een populair ingrediënt in cosmetica.
vitamine KEdit
vitamine K is nodig voor het proces van stolling van bloed en Ca2+ binding. Vitamine K kan worden gesynthetiseerd door bacteriën in de darmen. Vitamine K is nodig voor het katalyseren van de carboxylatie van de γ-koolstof van de glutamaatzijketen in eiwitten.
niet-enzymatische cofactor edit
Cofactor wordt ook op grote schaal gebruikt in het biologische veld om te verwijzen naar moleculen die ofwel activeren, remmen of nodig zijn om het eiwit te laten functioneren. Bijvoorbeeld, worden ligands zoals hormonen genoemd die aan receptorproteã nen binden en activeren cofactoren of coactivators, terwijl de molecules die receptorproteã nen remmen corepressoren worden genoemd.
De coactivator kan de initiatie van de transcriptie verbeteren door de vorming van het RNA-polymeraseholoenzym te stabiliseren, waardoor een snellere klaring van de promotor mogelijk wordt.
De corepressor kan transcriptionele initiatie onderdrukken door histondeacetylasen te rekruteren die de verwijdering van acetylgroepen uit lysineresiduen katalyseren. Dit verhoogt de positieve last op histones die in de interactie tussen histones en DNA versterkt, makend de laatste minder toegankelijk voor transcriptie.