Za većinu enzima za provedbu katalitičke aktivnosti potrebni su pomoćni elementi - kofaktori. Ove tvari su neproteinske prirode i nisu uvijek strukturni dio molekule 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 prostetska skupina.
U širem smislu, kofaktor je dodatna skupina u bilo kojem složenom proteinu koji ga održava u funkcionalnom stanju. U enzimskim proteinima kofaktori mogu biti izravno uključeni u reakciju katalize.
Karakteristike i vrste kofaktora
Kofaktori su tvari male molekularne težine koje su kemijski podijeljene u 2 velike skupine:
- ioni dvovalentnih metala (cink, magnezij,kalij, bakar, mangan, željezo, itd.);
- koenzimi - organski neproteinski spojevi.
Zauzvrat, koenzimi se dijele na vitamine s njihovim derivatima i spojeve nevitaminske prirode. Potonji uključuju:
- UDP-glukoza;
- nukleotidi;
- metaloporfirini;
- FAD, PREKO+, NADP+;
- glutation;
- ubikinon;
- S-adenozilmetionin.
Kofaktori mogu formirati i jake kovalentne i slabe veze s enzimima. Neke skupine djeluju tako snažno s polipeptidnim dijelom da ih je teško čak i kemijski razdvojiti.
Poteškoće u definiranju pojmova "kofaktor" i "koenzim"
U užem smislu, kofaktori su ioni metala, a koenzimi su skupine organske prirode. Ako ove elemente razmotrimo s gledišta njihovog funkcionalnog značaja, tada kofaktor ne sudjeluje u reakciji katalize, pa stoga nije koenzim. U generaliziranom tumačenju, koenzim je poseban slučaj kofaktora.
Takav broj tumačenja nastaje zbog činjenice da su u modernoj biokemiji ovi pojmovi višeznačni pojmovi koji nemaju univerzalnu definiciju.
Biološka uloga kofaktora
Kofaktori enzima mogu obavljati različite funkcije, uključujući:
- sudjelovanje u formiranju i stabilizaciji tercijarnih i kvartarnih konformacija;
- stabilizacija podloge ili katalitičkog centra, osiguravajućikomplementarnost između njih;
- sudjelovanje u katalizi kao dodatni supstrat;
- regulacija enzimske aktivnosti;
- sudjelovanje u redoks reakcijama.
Bez obzira na mehanizam djelovanja i kemijsku prirodu kofaktora, u njegovoj odsutnosti enzim ne može provoditi katalitičku aktivnost. Međutim, postoji mala skupina enzima čije djelovanje nije povezano s kofaktorima.
