Enzymy jsou proteiny, které katalyzují nebo urychlují specifické chemické reakce, takže probíhají rychleji, než by tomu bylo bez katalyzátoru. Některé enzymy vyžadují přítomnost další molekuly nebo kovového iontu zvaného kofaktor, aby mohly pracovat na své magii. Bez tohoto kofaktoru již není enzym schopen katalyzovat reakci.
Funkce
Podle definice je kofaktor neproteinový ion nebo molekula vyžadovaná enzymem pro jeho funkci. Pokud je kofaktor odstraněn, enzym nebude schopen vykonávat svou práci a nebude již fungovat jako katalyzátor. Vaše krev například obsahuje enzym zvaný karboanhydráza, který katalyzuje reakci mezi vodou a oxidem uhličitým za vzniku kyseliny uhličité. Uhlíková anhydráza vyžaduje jako kofaktor iont zinku. Pokud není přítomen zinek, enzym nebude fungovat.
Typy
Kofaktory mohou být kladně nabité ionty kovů, jako je železo, hořčík a zinek, nebo to mohou být malé molekuly na bázi uhlíku, jako je vitamin B12. Kofaktory s malými molekulami se někdy nazývají koenzymy. Mnoho vitaminů, které ve své stravě potřebujete, působí jako enzymové kofaktory nebo prekurzory enzymových kofaktorů. Některé enzymy vážou své kofaktory velmi těsně, takže kofaktor je v podstatě součástí enzymu; v těchto případech se kofaktor někdy nazývá protetická skupina. U jiných enzymů je kofaktor pouze volně vázán nebo připojen.
Mechanismus
Přesná role, kterou kofaktor hraje v enzymatické reakci, závisí na enzymu. Každý enzym má svůj vlastní reakční mechanismus, sled chemických kroků, kterými probíhá reakce, kterou katalyzuje, a role kofaktoru je pro tento mechanismus specifická. Například u karboanhydrázy je zinečnatý iont zaseknutý v rozštěpu v proteinu zvaném aktivní místo. Protože je kladně nabitý a chudý na elektrony, může vytvářet vazbu s procházející molekulou vody, což umožňuje molekule vody ztratit vodíkový iont, takže se z něj stane hydroxidový iont, OH-. Tento hydroxidový iont může nyní útočit na atom uhlíku v molekule oxidu uhličitého za vzniku kyseliny uhličité. Navázáním molekuly vody a umožněním její ztráty vodíkových iontů pomohl iont zinku enzymu usnadnit reakci.
Aplikace
Zbavení enzymu jeho kofaktoru je někdy dobrý způsob, jak zabránit enzymu katalyzovat nežádoucí reakci. Když například studenti nebo vědci extrahují DNA, chtějí zajistit, aby DNA nebyla nasekána enzymy zvanými DNAsy. Přidání EDTA do reakční směsi zabrání DNAse v práci, protože EDTA se zachytí na iontech hořčíku a váže je v roztoku; hořčík je kofaktor, který DNAs vyžaduje, aby fungoval.