Kofaktor to związek niebiałkowy, który jest kluczowy do prawidłowego funkcjonowania enzymów. Można więc powiedzieć, że odpowiada za uaktywnianie poszczególnych enzymów, które z kolei regulują procesy metaboliczne, katalizują reakcje chemiczne, działają antyoksydacyjnie. Dzięki nim procesy biologiczne mogą przebiegać prawidłowo.
Kofaktor – co to jest?
W celu zrozumienia czym są kofaktory, warto wcześniej dowiedzieć się, czym są enzymy. Zgodnie z jedną z definicji, są to wielkocząsteczkowe, w większości białkowe, katalizatory przyspieszające specyficzne reakcje chemiczne poprzez obniżenie ich energii aktywacji. Obniżają energię aktywacji reakcji głównie z tego względu, że dzięki nim przebiegają one miliony razy szybciej niż bez ich uczestnictwa. Biorą udział w przemianach materii, np. trawieniu, oddychaniu komórkowym, syntezie białek, jak również pomagają w tworzeniu nowych cząsteczek (np. DNA, białek) oraz w rozkładzie substancji (np. glukozy, tłuszczów). Przykładami enzymów są między innymi:
- amylaza – znajduje się w ślinie oraz w trzustce, rozkłada skrobię;
- pepsyna – znajduje się w żołądku, rozkłada białka na mniejsze fragmenty zwane aminokwasami;
- katalaza – znajduje się w wielu różnych komórkach ciała, odpowiada za rozkład nadtlenku wodoru.
Kofaktor to natomiast niebiałkowy składnik enzymu, który jest kluczowy do jego aktywności katalitycznej. Enzym bez kofaktora (tzw. apoenzym) pozostaje nieaktywny. Dopiero po połączeniu z kofaktorem tworzy holoenzym, czyli aktywną formę enzymu zdolną do przeprowadzania reakcji chemicznej. Budowę chemiczną kofaktorów nie sposób opisać jednoznacznie. Wyróżnia się bowiem:
- organiczne kofaktory – z reguły będące pochodnymi witamin (np. koenzym A, NAD⁺, FAD, biotyna, kwas foliowy);
- nieorganiczne kofaktory – jony metali, np. Zn²⁺, Fe²⁺, Mg²⁺, Cu⁺, które stabilizują strukturę enzymu lub uczestniczą w przenoszeniu elektronów.
Ich budowa chemiczna może się więc znacząco różnić. Mimo tego wszystkie one są niezmiernie ważne.
Działanie kofaktorów
Działanie kofaktorów w organizmie człowieka jest mocno zróżnicowane i niezwykle wszechstronne. Odpowiadają one między innymi za:
- aktywację enzymów, które zostały dokładniej opisane wyżej;
- przenoszenie grup chemicznych z miejsca na miejsce, co jest ważne w przeprowadzaniu reakcji metabolicznych;
- stabilizację struktur enzymu, przez co enzym ten może utrzymać właściwą dla siebie konformację (układ przestrzenny atomów w cząsteczce);
- uczestnictwo w reakcjach redoks, takich jak utlenianie i redukcja;
- regulacja aktywności enzymatycznych, jako że obecność lub brak kofaktora może działać jak „włącznik” enzymu, kontrolując, kiedy i gdzie reakcja ma zachodzić.
Na koniec warto podkreślić, że kofaktory mogą decydować o tym, jaki substrat zostanie przekształcony i w jaki sposób. Tym samym nadaje enzymowi precyzyjne, konkretne właściwości.
Kofaktor – przykłady
Podstawowymi przykładami kofaktorów są:
- NAD+ – współdziała z dehydrogenazami, odpowiada za przenoszenie elektronów;
- biotyna – zwana również witaminą B7, odpowiada za przenoszenie grup karboksylowych, współpracując z karboksylazami;
- hem – przenosi tlen, współpracując z enzymami takimi jak cytochromy i peroksydazy.
Innymi są: koenzym A, FAD, PLP (fosforan pirydoksalu), jony miedzi, magnezu, żelaza, mononukleotyd flawinowy i wiele innych.
Polecane produkty:
|
Koenzym Q10 kapsułki
Koenzym Q10 to jeden z najważniejszych antyoksydantów. Nie tylko tylko chroni organizm przed wolnymi rodnikami. Bierze on również udział w każdej, podstawowej funkcji komórki ... Zobacz więcej... |
Bibliografia
- Ukleja-Sokołowska N., Baruzi Z., Patomechanizm alergii indukowanej przez kofaktory – co wiemy obecnie, Alergia, 2/2019.
- Solomons T., Fryhle C., Snyder S., Chemia organiczna, Wydawnictwo PWN, Warszawa 2022.
