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.
