Kofaktor - czym jest, jak działa, przykłady kofaktorów

Kofaktorami nazywa się związki chemiczne, które przyspieszają zachodzenie niektórych reakcji chemicznych. Są one składowymi niektórych enzymów, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Jakie są przykładowe kofaktory i dlaczego enzymy są tak ważne dla prawidłowego funkcjonowania organizmu?

Nazwa kofaktor powstała z połączenia “co” - “współ” oraz “factor” - “czynić”. Kofaktory są związkami chemicznymi, które są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania enzymów i tego, aby dochodziło do katalizowania reakcji zachodzących między różnymi związkami chemicznymi. Kofaktor razem z apoenzymem, czyli białkową częścią enzymu, tworzą tak zwane holoenzymy, czyli enzymy, które są aktywne katalitycznie. Obecność kofaktora jest niezwykle ważna, ponieważ w rzeczywistości sam apoenzym nie jest aktywny, a dopiero połączenie tych dwóch składowych daje enzym, który jest w pełni funkcjonalny. Enzymy, które zawierają w swojej budowie kofaktor to tak zwane enzymy złożone.

Kofaktory dzieli się na dwie podstawowe grupy:

  • Koenzymy - są luźno związane z białkami, nie występują pomiędzy nimi wiązania kowalencyjne,
  • Grupy prostetyczne – są silnie związane z apoenzymami za pomocą wiązań kowalencyjnych.

Kofaktorami mogą być związki organiczne, takie jak na przykład witaminy oraz nukleotydy, a także związki nieorganiczne, do których należą między innymi jony metali takich jak miedź, cynk czy żelazo. Metale stanowią zwykle grupy prostetyczne, natomiast przykładowe koenzymy to koenzym A oraz kwas foliowy.

Do najważniejszych kofaktorów można zaliczyć między innymi takie związki jak:

  • Biotyna – nazywana również witaminą B7 albo koenzymem R. Biotyna bierze udział w syntezie nienasyconych kwasów tłuszczowych i przemianach kwasu asparaginowego, wpływa ochronnie na układ krążenia, wspiera pracę układu nerwowego, poprawia stan skóry i włosów oraz zapobiega miażdżycy;
  • Koenzym Q10 – jest syntetyzowany w komórkach organizmu, a jego największe ilości występują w wątrobie, sercu, nerkach i trzustce. Bierze udział w procesach związanych z oddychaniem komórkowym, a także w transporcie elektronów w błonach mitochondrialnych. Umożliwia to przemianę kwasów tłuszczowych oraz węglowodanów w ATP, który jest niezbędnym źródłem energii. Dodatkowo, koenzym Q10 jest silnym przeciwutleniaczem;
  • Witamina E – ta popularna witamina bierze udział w procesach glikogenolizy oraz utleniania glukozy. Uczestniczy również w przemianie niektórych lipidów.

Funkcję przeciwną do funkcji kofaktorów pełnią inhibitory. Te substancje wiążą się z enzymem i hamują jego aktywność. Rozróżnia się kilka rodzajów inhibitorów. Jedne z nich to inhibitory nieodwracalne, które wywołują stałą dezaktywację cząsteczki enzymu. Ponowne funkcjonowanie takiego enzymu jest możliwe dopiero po wytworzeniu nowej cząsteczki. Kolejną grupą inhibitorów są inhibitory kompetycyjne, które konkurują o aktywne miejsce w cząsteczce. W takim przypadku, jeśli dojdzie do dołączenia substratu do cząsteczki, reakcja enzymatyczna zachodzi normalnie, natomiast jeśli dołączony zostanie inhibitor, reakcja zostaje zatrzymana. Ostatnie wyróżniane inhibitory to inhibitory niekompetycyjne, które wiążą się z enzymem, mimo obecności substratu. 

Enzymy – rola w organizmie

Enzymy, a więc co za tym idzie, również kofaktory, które są częścią niektórych enzymów, pełnią w organizmie bardzo ważne funkcje. Enzymy są produkowane przez wszystkie tkanki organizmu, a każdy z enzymów działa w określonych komórkach organizmu. Są one niezbędne do tego, żeby w organizmie zachodziły różnorodne reakcje chemiczne. Do najważniejszych enzymów należą:

  • Miozyna - występuje w tkance mięśniowej i umożliwia rozkład ATP, czyli cząsteczek, które są nośnikami energii. Dzięki jej działaniu możliwe jest kurczenie się mięśni;
  • Enzymy trawienne - są produkowane w układzie pokarmowym i są niezbędne, aby dochodziło do rozkładu pokarmów na proste związki, które mogą zostać wchłonięte. Enzymy trawienne to na przykład lipaza, amylaza oraz trypsyna;
  • Lizozym - występuje między innymi w ślinie i łzach. Odpowiada za niszczenie patogenów, w związku z czym spełnia funkcje ochronne;
  • Monoaminooksydaza - występuje przede wszystkim w wątrobie, umożliwia rozkład niektórych leków, a także adrenaliny i noradrenaliny;
  • Dehydrogenaza alkoholowa - występuje w wątrobie i odpowiada za rozkładanie etanolu;
  • Acetylocholinoesteraza – jest enzymem rozkładającym jeden z neuroprzekaźników w układzie nerwowym.

Aktywne enzymy są substancjami niezbędnymi do utrzymania zdrowia, a niedobory enzymów mogą prowadzić do poważnych komplikacji. Z zaburzeniem funkcji enzymatycznych wiążą się między innymi choroby metaboliczne. Są one wywoływane przez brak, niedobór albo nadmiar określonych enzymów, które odkładają się w komórkach i nie są prawidłowo metabolizowane.

Zobacz wideo