Za većinu enzima za sprovođenje katalitičke aktivnosti potrebni su pomoćni elementi - kofaktori. Ove tvari su neproteinske prirode i nisu uvijek strukturni dio molekula enzima. Funkcionalni kompleks proteina i kofaktora naziva se holoenzim, a samo proteinski dio naziva se apoenzim. Kofaktor koji je trajno dio enzima i povezan je s njim kovalentnim vezama naziva se protetska grupa.
U širem smislu, kofaktor je dodatna grupa u bilo kojem kompleksnom proteinu koji ga održava u funkcionalnom stanju. U enzimskim proteinima, kofaktori mogu biti direktno uključeni u reakciju katalize.
Karakteristike i vrste kofaktora
Kofaktori su supstance male molekularne težine koje su hemijski podeljene u 2 velike grupe:
- joni dvovalentnih metala (cink, magnezij,kalijum, bakar, mangan, gvožđe, itd.);
- koenzimi - organska neproteinska jedinjenja.
Zauzvrat, koenzimi se dijele na vitamine sa njihovim derivatima i spojeve nevitaminske prirode. Potonji uključuju:
- UDP-glukoza;
- nukleotidi;
- metaloporfirini;
- FAD, PREKO+, NADP+;
- glutation;
- ubiquinone;
- S-adenozilmetionin.
Kofaktori mogu formirati i jake kovalentne i slabe veze sa enzimima. Neke grupe stupaju u interakciju s polipeptidnim dijelom tako snažno da ih je teško čak i kemijski razdvojiti.
Poteškoće u definiranju pojmova "kofaktor" i "koenzim"
U užem smislu, kofaktori su joni metala, a koenzimi su grupe organske prirode. Ako posmatramo ove elemente sa stanovišta njihovog funkcionalnog značaja, onda kofaktor ne sudjeluje u reakciji katalize, pa stoga nije koenzim. U generaliziranoj interpretaciji, koenzim je poseban slučaj kofaktora.
Takav broj tumačenja je zbog činjenice da su u modernoj biohemiji ovi pojmovi višeznačni koncepti koji nemaju univerzalnu definiciju.
Biološka uloga kofaktora
Kofaktori enzima mogu obavljati različite funkcije, uključujući:
- učešće u formiranju i stabilizaciji tercijarnih i kvartarnih konformacija;
- stabilizacija podloge ili katalitičkog centra, osiguravajućikomplementarnost između njih;
- učešće u katalizi kao dodatni supstrat;
- regulacija enzimske aktivnosti;
- učešće u redoks reakcijama.
Bez obzira na mehanizam djelovanja i hemijsku prirodu kofaktora, u njegovom odsustvu, enzim ne može izvršiti katalitičku aktivnost. Međutim, postoji mala grupa enzima čije funkcionisanje nije povezano sa kofaktorima.
