informații Generaleedit
cofactorii sunt substanțe chimice anorganice și organice care ajută enzimele în timpul catalizării reacțiilor. Coenzimele sunt molecule organice non-proteice care sunt în mare parte derivați ai vitaminelor solubile în apă prin fosforilare; leagă apoenzima de proteine pentru a produce o holoenzimă activă. Apoenzimele sunt enzime cărora le lipsește cofactorul(cofactorii) necesar (i) pentru buna funcționare; legarea enzimei de o coenzimă formează o holoenzimă. Holoenzimele sunt formele active ale apoenzimelor.
cofactorii pot fi metale sau molecule organice mici, iar funcția lor principală este de a ajuta la activitatea enzimei. Ei sunt capabili să ajute la efectuarea anumitor reacții necesare pe care enzima nu le poate efectua singură. Acestea sunt împărțite în coenzime și grupuri protetice. O holoenzimă se referă la o enzimă catalitică activă care constă atât din apoenzimă (enzimă fără cofactor(e)), cât și din cofactor. Există două grupuri de cofactori: metale și molecule organice mici numite coenzime. Coenzimele sunt molecule organice mici obținute de obicei din vitamine. Grupurile protetice se referă la coenzime strâns legate, în timp ce cosubstratele se referă la coenzime slab legate care sunt eliberate în același mod ca substraturile și produsele. Coenzimele slab legate diferă de substraturi prin faptul că aceleași coenzime pot fi utilizate de diferite enzime pentru a produce o activitate enzimatică adecvată.
formula generală
cofactori metalici
ionii metalici sunt cofactori enzimatici comuni. Unele enzime, denumite metaloenzime, nu pot funcționa fără un ion metalic legat în situl activ. În nutriția zilnică, acest tip de cofactor joacă un rol ca oligoelemente esențiale, cum ar fi: fier (Fe3+), mangan (Mn2+), cobalt (Co2+), cupru (Cu2+), zinc (Zn2+), seleniu (Se2+) și molibden (Mo5+). De exemplu, Mg2+ este utilizat în glicoliză. În prima etapă de conversie a glucozei în glucoză 6-fosfat, înainte ca ATP să fie utilizat pentru a da ADP și o grupare fosfat, ATP este legat de Mg2+ care stabilizează celelalte două grupări fosfat, astfel încât este mai ușor să se elibereze o singură grupare fosfat. În unele bacterii, cum ar fi genul Azotobacter și Pyrococcus furiosus, cofactorii metalici sunt, de asemenea, descoperiți că joacă un rol important. Un exemplu de cofactori în acțiune este funcția mediată de zinc a anhidrazei carbonice sau funcția mediată de magneziu a endonucleazei de restricție.
coenzima
o coenzimă este o moleculă mică, organică, non-proteică, care transportă grupări chimice între enzime. Este cofactorul enzimei și nu formează o parte permanentă în structura enzimei. Uneori, ele sunt numite cosubstrate și sunt considerate substraturi care sunt legate slab de enzimă. În metabolism, coenzimele joacă un rol în reacțiile de transfer de grup, cum ar fi ATP și coenzima A, și reacțiile de reducere a oxidării, cum ar fi nad+ și coenzima Q10. Coenzimele sunt frecvent consumate și reciclate. Grupările chimice sunt adăugate și detașate continuu de o enzimă. Enzima ATP sintază fosforilează și transformă ADP în ATP, în timp ce kinaza defosforilează ATP înapoi la ADP și la rate continue. Moleculele de coenzimă sunt în mare parte derivate din vitamine. De asemenea, sunt fabricate în mod obișnuit din nucleotide precum adenozin trifosfat și coenzima A.
prin cercetări suplimentare în activitatea coenzimei și efectul său de legare asupra enzimei, se pot dezvălui mai multe despre modul în care enzima se schimbă conformațional și funcțional. Un exemplu este grupul MAPEG de enzime membranare integrale. Aceste enzime sunt cruciale în transformarea catalitică a substraturilor lipofile, care sunt implicate în producția de mesageri derivați din acidul arahidonic și detoxifierea xenobiotică. Prin utilizarea unui detergent legat pentru a imita cofactorul unei enzime MAPEG, glutationul, se dezvăluie un nou situs activ specific substratului lipofil; astfel, studii suplimentare pot dezvălui modul în care aceste substraturi se leagă de această a doua formă a enzimei .
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. De asemenea, funcționează ca substrat pentru ligazele ADN în modificarea posttranslațională, unde reacția elimină grupările acetil din proteine. Mai mult, în glicoliză și ciclul acidului citric, NAD+ oxidează glucoza și eliberează energie, care este apoi transferată la NAD+ prin reducere la NADH. NADH mai târziu descarcă electronul suplimentar prin fosforilare oxidativă pentru a genera ATP, care este sursa de energie pe care oamenii o folosesc în fiecare zi. În plus față de reacțiile catabolice, NADH este, de asemenea, implicat în reacții anabolice, cum ar fi gluconeogeneza și, de asemenea, ajută la producerea de neurotransmițători în creier.
FADHEdit
flavin adenină dinucleotidă este un grup protetic care, la fel ca NADH, funcționează ca agent reducător în respirația celulară și donează electroni lanțului de transport al electronilor.
QuinoneEdit
-
1,2-Benzoquinone
-
1,4-Benzoquinone
-
antrachinonă
compuși care au inele aromatice complet conjugate la care doi atomi de oxigen sunt limitați ca grupări carbonil (adică dicetone). Structura chinonei le conferă capacitatea de a forma substanțe cu culori. Ele există ca pigmenți în bacterii, ciuperci și anumite plante și le conferă culorile lor caracteristice. În plus, ele sunt utilizate pentru fabricarea diferitelor coloranți de culoare în scopuri industriale. În sistemele biologice, ele servesc ca acceptori de electroni (agenți oxidanți) în lanțurile de transport de electroni, cum ar fi cele din fotosinteză și respirație aerobă. Multe chinine naturale sau sintetice prezintă activități biologice sau farmacologice, iar unele evenimente prezintă activități antitumorale.
CoAEdit
coenzima A, sintetizată din ATP de acid pantotenic, funcționează ca purtători ai grupării acil pentru a transporta grupări funcționale precum acetil (acetil-CoA) sau tioesteri în reacții metabolice precum oxidarea acizilor grași (sinteza acizilor grași) și ciclul acidului citric (respirația celulară). De asemenea, transferă acizii grași din citoplasmă în mitocondrii. Pe lângă rolul său de transportor în metabolism, CoA este, de asemenea, o moleculă importantă în sine. De exemplu, CoA este un precursor important al HMG-CoA, o enzimă importantă în sinteza metabolică a colesterolului și a cetonelor. Mai mult, contribuie gruparea acetil la structura acetilcolinei, care este un neurotransmițător important responsabil pentru inducerea contracției musculare.
coenzime Comuneedit
vitamina AEdit
vitamina A este împărțită în două molecule, vitamina A1 (retinol) și vitamina A2 (dehidroretinol). Retinolul este forma cea mai activă și comună. Vitamina A are un lanț conjugat mare care servește ca sit reactiv al moleculei. Spre deosebire de majoritatea cofactorilor, vitamina A suferă o secvență de modificări chimice (oxidări, reduceri și izomerizări) înainte de a reveni la forma sa originală. Capacitatea electronilor vitaminei A de a călători de la un sfert la altul {\displaystyle \pi {\text{ to }}\pi ^{*}} 
vitamina CEdit
de asemenea, cunoscut sub numele de acid ascorbic, vitamina C este destul de abundent în cele mai multe plante și animale, cu excepția primate, cobai, lilieci, și unele păsări. În ciuda incapacității omului de a sintetiza acidul absorbic, este esențial în multe căi biosintetice, cum ar fi sinteza colagenului. Deficiența duce la o boală numită scorbut. Vitamina C ajută la reglarea sistemului imunitar și la ameliorarea durerii cauzate de mușchii obosiți. De asemenea, este necesar în fabricarea colagenului și norepinefrinei. Vitamina C este, de asemenea, un antioxidant care poate spori sistemul imunitar prin stimularea celulelor albe din sânge în organism. Vitamina C ajută, de asemenea, să beneficieze pielea, dinții și oasele.
vitamina B1Edit
denumită și tiamină sau difosfat de tiamină (TPP), vitamina B1 este un cofactor pentru decarboxilarea oxidativă atât în ciclul Kreb, cât și în transformarea piruvatului în acetil-CoA (o moleculă importantă utilizată în ciclul metabolismului acidului citric). Este disponibil pe scară largă în dieta umană și deosebit de puternic în germeni de grâu și drojdie. Funcționalitatea sa rezultă dintr-un inel tiazol care stabilizează sarcina și transferul de electroni prin rezonanță.
vitamina B2Edit
vitamina B2 este cunoscută sub numele de riboflavină. Vitamina B2 este precursorul Flavin adenină dinucleotidă (FAD) și flavin mononucleotidă (FMN) care sunt coenzime utilizate pentru substraturi oxidate. FAD conține riboflavină și adenină. FMN conține riboflavină de aceea se numește mononucleotidă.
vitamina B3Edit
vitamina B3 este niacina sau acidul nicotinic cu formula C5H4NCO2H. vitamina B3 este un precursor al NADH, NAD+, NADP+ și NADPH care sunt coenzime găsite în toate celulele vii. NAD + și NADP + sunt agenți oxidanți. NADH și NADPH sunt agenți reducători.
vitamina B6Edit
vitamina B6 este precursorul coenzimei piridoxal fosfat (PLP) care este necesară în anumite transformări ale aminoacizilor, inclusiv transaminarea, dezaminarea și decarboxilarea.
vitamina B12Edit
vitamina B12 este numele unei clase de compuși înrudiți care au această activitate vitaminică. Acești compuși conțin elementul rar cobalt. Oamenii nu pot sintetiza B12 și trebuie să-l obțină din dietă.
vitamina HEdit
de asemenea, numit Biotina, Vitamina H este un purtător carboxil; se leagă de CO2 și îl transportă până când CO2 este donat în reacțiile carboxilazei. Este solubil în apă și important în metabolismul acizilor grași și al aminoacidului leucină. Deficiența duce la dermatită și căderea părului, făcându-l astfel un ingredient popular în produsele cosmetice.
vitamina KEdit
vitamina K este necesară pentru procesul de coagulare a sângelui și legarea Ca2+. Vitamina K poate fi sintetizată de bacterii în intestine. Vitamina K este necesară pentru catalizarea carboxilării carbonului din lanțul lateral al glutamatului în proteine.
cofactori non-enzimatici
cofactorul este, de asemenea, utilizat pe scară largă în domeniul biologic pentru a se referi la molecule care fie activează, inhibă, fie sunt necesare pentru ca proteina să funcționeze. De exemplu, liganzii, cum ar fi hormonii care se leagă și activează proteinele receptorilor, sunt denumiți cofactori sau coactivatori, în timp ce moleculele care inhibă proteinele receptorilor sunt denumite corepresoare.
coactivatorul poate spori inițierea transcripției prin stabilizarea formării holoenzimei ARN polimerazei, permițând clearance-ul mai rapid al promotorului.
corepresorul poate reprima inițierea transcripțională prin recrutarea histonei deacetilaze care catalizează îndepărtarea grupărilor acetil din reziduurile de lizină. Acest lucru crește sarcina pozitivă pe histone care se întărește în interacțiunea dintre histone și ADN, făcându-l pe acesta din urmă mai puțin accesibil transcripției.