Kofaktor (biochemie)

Kofaktor je nízkomolekulární nebílkovinná složka enzymu, která je nezbytná pro jeho katalytickou aktivitu. Kofaktorem může být chemická sloučenina nebo kovový iont, který je potřebný pro roli enzymu jako katalyzátoru. Hlavní funkcí kofaktoru je přenos atomů, molekul nebo elektronů při chemické reakci, která je katalyzována enzymem. Enzymů, které potřebují ke své enzymatické reakci kofaktor je většina, odhaduje se asi 60 %.

Enzym s navázaným kofaktorem se nazývá holoenzym a má katalytickou funkci. Enzym tvořený pouze bílkovinnou složkou bez kofaktoru se nazývá apoenzym a nemá katalytickou funkci.

Enzymy jsou obvykle proteiny s aktivním místem schopným enzymatické reakce. Na toto místo jsou právě navázány kofaktory. Enzymů je velké množství a podle jejich enzymatické reakce se dělí do sedmi skupin:

TerminologieEditovat

Terminologie kofaktorů, koenzymů a prostetických skupin je značně nejednotná. Voet & Voet rozlišují dva druhy kofaktorů, koenzymy a prostetické skupiny, z nichž první se vážou slabě a druhé kovalentně.[1] Stejné pojetí zastává například Vodrážkova Enzymologie[2] nebo Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology.[3] Poněkud jiné definice používá například Alberts[4] nebo Harper.[5]

Článek z roku 1980 v časopise Trends in Biochemistry Sciences kritizoval svévolné rozlišování mezi koenzymy a protetickými skupinami. Kofaktory definoval jako další látku kromě bílkoviny enzymu, která je k němu volně vázána a je potřebná pro aktivitu enzymu. Prostetickou skupinu definoval jako látku, která je připojená k jediné molekule enzymu a prochází celým katalytickým cyklem. Ani tato definice nebyla zcela přijata.

Dělení kofaktorůEditovat

Molekula kofaktorů je často tvořena heterocyklickou sloučeninou. Mnoho kofaktorů jsou deriváty vitamínů rozpustných ve vodě. Některé kofaktory váží molekuly kovů nebo jsou samy tvořeny kovy (stopové prvky - mangan, železo, kobalt, nikl, měď, zinek nebo molybden).

Kofaktory se dělí do dvou základních skupin:

  • anorganické kofaktory, metaloenzymy (například kovové ionty Mg2+, Cu2+, Mn2+, Fe2+ nebo S4+). Ke známým metaloenzymům patří metaloproteázy, alkoholdehydrogenáza či karbonáthydrolyáza.[2]
  • organické kofaktory se dělí na koenzymy a prostetické skupiny (například flavin nebo hem)

Mezi kofaktory se obvykle neřadí další nebílkovinné součásti enzymů, jako například různé cukerné složky nebo ionty kovů. Je to proto, že mnohé enzymy jsou glykoproteiny nebo metaloproteiny.

 
Schéma reakce substrátu s enzymem, na který je volně navázán koenzym.
 
Schéma reakce substrátu s enzymem, na který je pevně navázána prostetická skupina.

KoenzymyEditovat

Kofaktor, který je na enzym vázán jen slabě a je schopen přecházet z jedné bílkovinné složky enzymu (apoenzymu) na druhou, se nazývá koenzym. Regenerace koenzymu obvykle probíhá pomocí spřažených reakcí. Koenzym, který reagoval při reakci, přechází na jiný apoenzym, kde se v jiné chemické reakci opět vrací do původního stavu.

Prostetické skupinyEditovat

Kofaktor, který je pevně navázán na bílkovinnou složku a je tedy stabilní součástí molekuly enzymu, se nazývá prostetická skupina. Regenerace prostetické skupiny probíhá tak, že enzym krátce po sobě reaguje se dvěma různými substráty.

Příklady enzymůEditovat

OxidoreduktázyEditovat

Kofaktory oxidoreduktáz se účastní oxidačních a redukčních pochodů[2]:

TransferázyEditovat

Kofaktory transferáz umožňují přenos skupin[2]:

HydrolázyEditovat

Hydrolázy katalyzují rozkladnou reakci, kde je činitelem rozkladu voda:

LyázyEditovat

Mezi kofaktory lyáz patří již zmíněné:

  • acetylkoenzym A
  • biotin
  • thiamindifosfát
  • pyridoxalfosfát

IzomerázyEditovat

Mezi kofaktory izomeráz patří:

  • glutathion
  • deriváty kobalaminu

LigázyEditovat

Lligázy (syntetázy) katalyzující napojování molekul za současného odštěpení molekul s malou molární hmotností:

TranslokázyEditovat

ReferenceEditovat

V tomto článku byly použity překlady textů z článků Cofactor (biochemistry) na anglické Wikipedii a Cofaktor (Biochemie) na německé Wikipedii.

LiteraturaEditovat

  1. VOET, Donald; VOET, Judith. Biochemie. 1. vyd. Praha: Victoria Publishing, 1995. ISBN 80-85605-44-9. 
  2. a b c d VODRÁŽKA, Zdeněk; RAUSCH, Pavel; KÁŠ, Jan. Enzymologie. [s.l.]: VŠCHT v Praze, 1998. 
  3. Oxford dictionary of biochemistry and molecular biology; revised edition. Příprava vydání R. Cammack et al. New York: Oxford university press, 2006. ISBN 0-19-852917-1. 
  4. ALBERTS, Bruce , et al. The Molecular Biology of the Cell. [s.l.]: Garland Science, 2002. (4th. ed). ISBN 0-8153-3218-1. 
  5. MURRAY, Robert K., Daryl K. Granner, Peter A. Mayes, Victor W. Rodwell. Harper's Illustrated Biochemistry. [s.l.]: Lange Medical Books/McGraw-Hill; Medical Publishing Division, 2003. ISBN 0-07-138901-6. 

Externí odkazyEditovat