De meeste enzymen voor de implementatie van katalytische activiteit hebben hulpelementen nodig - cofactoren. Deze stoffen zijn niet-eiwit van aard en zijn niet altijd een structureel onderdeel van het enzymmolecuul. Het functionele complex van een eiwit en een cofactor wordt een holo-enzym genoemd en alleen het eiwitgedeelte wordt een apo-enzym genoemd. Een cofactor die permanent deel uitmaakt van een enzym en daaraan is gekoppeld door covalente bindingen, wordt een prosthetische groep genoemd.
In bredere zin is een cofactor een extra groep in elk complex eiwit dat het in een functionele staat houdt. In enzymeiwitten kunnen cofactoren direct betrokken zijn bij de katalysereactie.
Kenmerken en soorten cofactoren
Cofactoren zijn stoffen met een laag molecuulgewicht die chemisch in 2 grote groepen zijn verdeeld:
- ionen van tweewaardige metalen (zink, magnesium,kalium, koper, mangaan, ijzer, enz.);
- co-enzymen - organische niet-eiwitverbindingen.
Op hun beurt worden co-enzymen onderverdeeld in vitamines met hun derivaten en verbindingen van niet-vitamine aard. De laatste omvatten:
- UDP-glucose;
- nucleotiden;
- metalloporfyrinen;
- FAD, OVER+, NADP+;
- glutathion;
- ubiquinon;
- S-adenosylmethionine.
Cofactoren kunnen zowel sterke covalente als zwakke bindingen vormen met enzymen. Sommige groepen interageren zo sterk met het polypeptidedeel dat het moeilijk is om ze zelfs chemisch te scheiden.
Moeilijkheden bij het definiëren van de concepten "cofactor" en "co-enzym"
In enge zin zijn cofactoren metaalionen en zijn co-enzymen groepen van organische aard. Als we deze elementen beschouwen vanuit het oogpunt van hun functionele betekenis, dan neemt de cofactor niet deel aan de katalysereactie en is daarom geen co-enzym. In een algemene interpretatie is een co-enzym een speciaal geval van een cofactor.
Zo'n aantal interpretaties is te wijten aan het feit dat deze termen in de moderne biochemie dubbelzinnige concepten zijn die geen universele definitie hebben.
De biologische rol van cofactoren
Enzym-cofactoren kunnen verschillende functies vervullen, waaronder:
- deelname aan de vorming en stabilisatie van tertiaire en quaternaire conformaties;
- stabilisatie van het substraat of katalytisch centrum, waardoorcomplementariteit tussen hen;
- deelname aan katalyse als extra substraat;
- regulatie van enzymatische activiteit;
- deelname aan redoxreacties.
Ongeacht het werkingsmechanisme en de chemische aard van de cofactor, bij afwezigheid kan het enzym geen katalytische activiteit uitvoeren. Er is echter een kleine groep enzymen waarvan de werking niet gerelateerd is aan cofactoren.
