Katalitik aktivitenin uygulanması için enzimlerin çoğu yardımcı elementlere ihtiyaç duyar - kofaktörler. Bu maddeler doğada protein değildir ve her zaman enzim molekülünün yapısal bir parçası değildir. Bir protein ve bir kofaktörün fonksiyonel kompleksine holoenzim ve sadece protein kısmına apoenzim denir. Bir enzimin kalıcı olarak parçası olan ve ona kovalent bağlarla bağlanan bir kofaktöre prostetik grup denir.
Geniş anlamda, bir kofaktör, herhangi bir karmaşık proteinde onu işlevsel bir durumda tutan ek bir gruptur. Enzim proteinlerinde, kofaktörler doğrudan kataliz reaksiyonunda yer alabilir.
Kofaktörlerin özellikleri ve türleri
Kofaktörler, kimyasal olarak 2 büyük gruba ayrılan düşük moleküler ağırlıklı maddelerdir:
- iki değerli metal iyonları (çinko, magnezyum,potasyum, bakır, manganez, demir vb.);
- koenzimler - protein olmayan organik bileşikler.
Sırasıyla koenzimler, türevleri ve vitamin olmayan doğadaki bileşikleri ile vitaminlere ayrılır. İkincisi şunları içerir:
- UDP-glikoz;
- nükleotidler;
- metalloporfirinler;
- FAD, OVER+, NADP+;
- glutatyon;
- ubikinon;
- S-adenosilmetiyonin.
Kofaktörler, enzimlerle hem güçlü kovalent hem de zayıf bağlar oluşturabilir. Bazı gruplar polipeptit kısmı ile o kadar güçlü bir şekilde etkileşir ki onları kimyasal olarak bile ayırmak zordur.
"Kofaktör" ve "koenzim" kavramlarını tanımlamada zorluklar
Dar anlamda, kofaktörler metal iyonlarıdır ve koenzimler organik doğa gruplarıdır. Bu elementleri fonksiyonel önemleri açısından ele alırsak, kofaktör kataliz reaksiyonuna katılmaz ve bu nedenle bir koenzim değildir. Genelleştirilmiş bir yorumda, bir koenzim, bir kofaktörün özel bir halidir.
Bu kadar çok yorum, modern biyokimyada bu terimlerin evrensel bir tanımı olmayan belirsiz kavramlar olduğu gerçeğinden kaynaklanmaktadır.
Kofaktörlerin biyolojik rolü
Enzim kofaktörleri aşağıdakiler dahil çeşitli işlevleri gerçekleştirebilir:
- üçüncül ve kuaterner konformasyonların oluşumuna ve stabilizasyonuna katılım;
- alt tabakanın veya katalitik merkezin stabilizasyonu,aralarındaki tamamlayıcılık;
- ek bir substrat olarak katalize katılım;
- enzimatik aktivitenin düzenlenmesi;
- redoks reaksiyonlarına katılım.
Kofaktörün etki mekanizması ve kimyasal yapısı ne olursa olsun, yokluğunda enzim katalitik aktivite gerçekleştiremez. Bununla birlikte, işlevleri kofaktörlerle ilgili olmayan küçük bir enzim grubu vardır.
