بیشتر آنزیم ها برای اجرای فعالیت کاتالیزوری به عناصر کمکی - کوفاکتورها نیاز دارند. این مواد در طبیعت غیر پروتئینی هستند و همیشه جزء ساختاری مولکول آنزیم نیستند. مجموعه عملکردی یک پروتئین و یک کوفاکتور را هولوآنزیم و فقط قسمت پروتئینی را آپوآنزیم می نامند. کوفاکتوری که به طور دائم بخشی از یک آنزیم است و با پیوندهای کووالانسی به آن متصل می شود، گروه پروتز نامیده می شود.
در مفهوم گسترده تر، کوفاکتور یک گروه اضافی در هر پروتئین پیچیده ای است که آن را در یک حالت عملکردی حفظ می کند. در پروتئین های آنزیمی، کوفاکتورها می توانند مستقیماً در واکنش کاتالیز نقش داشته باشند.
ویژگی ها و انواع کوفاکتورها
کوفاکتورها موادی با وزن مولکولی کم هستند که از نظر شیمیایی به دو گروه بزرگ تقسیم می شوند:
- یونهای فلزات دو ظرفیتی (روی، منیزیم،پتاسیم، مس، منگنز، آهن و غیره؛
- کوآنزیم - ترکیبات غیر پروتئینی آلی.
به نوبه خود، کوآنزیم ها به ویتامین ها با مشتقات و ترکیبات غیر ویتامینی آنها تقسیم می شوند. مورد دوم عبارتند از:
- UDP-glucose;
- نوکلئوتیدها;
- متالوپورفیرین؛
- FAD، بیش از+، NADP+;
- گلوتاتیون؛
- ubiquinone;
- S-آدنوزیل متیونین.
کوفاکتورها می توانند پیوندهای کووالانسی قوی و ضعیف با آنزیم ها ایجاد کنند. برخی از گروه‌ها با بخش پلی‌پپتیدی آن‌قدر قوی تعامل دارند که جدا کردن آنها حتی از نظر شیمیایی نیز دشوار است.
مشکلات در تعریف مفاهیم "کوفاکتور" و "کوآنزیم"
در معنای محدود، کوفاکتورها یون های فلزی هستند و کوآنزیم ها گروه هایی با طبیعت آلی هستند. اگر این عناصر را از نقطه نظر اهمیت عملکردی آنها در نظر بگیریم، کوفاکتور در واکنش کاتالیزور شرکت نمی کند و بنابراین کوآنزیم نیست. در یک تفسیر کلی، کوآنزیم یک مورد خاص از کوفاکتور است.
چنین تعدادی از تفسیرها به این دلیل است که در بیوشیمی مدرن این اصطلاحات مفاهیم مبهم هستند که تعریف جهانی ندارند.
نقش بیولوژیکی کوفاکتورها
کوفاکتورهای آنزیمی می توانند عملکردهای مختلفی را انجام دهند، از جمله:
- مشارکت در شکل‌گیری و تثبیت ساختارهای سوم و چهارم؛
- تثبیت بستر یا مرکز کاتالیزوری، تضمینمکمل بودن بین آنها؛
- مشارکت در کاتالیز به عنوان یک بستر اضافی؛
- تنظیم فعالیت آنزیمی؛
- شرکت در واکنش های ردوکس.
صرف نظر از مکانیسم اثر و ماهیت شیمیایی کوفاکتور، در غیاب آن، آنزیم نمی تواند فعالیت کاتالیزوری انجام دهد. با این حال، گروه کوچکی از آنزیم‌ها وجود دارند که عملکرد آنها به کوفاکتورها مرتبط نیست.
