Enzyme sind essentielle Proteine, die für eine Vielzahl von Reaktionen in Organismen verantwortlich sind. Sie arbeiten jedoch nicht allein. Nicht-Proteinmoleküle, die als Coenzyme bekannt sind, helfen bei der Arbeit der Enzyme. Coenzyme werden oft von Vitaminen abgeleitet und sind im Vergleich zum Enzym selbst viel kleiner, aber nicht weniger wichtig. Von der Beschleunigung der Verdauung bis hin zur Sicherstellung einer genauen DNA-Replikation sind Coenzyme ein wesentlicher Bestandteil jedes biologischen Systems.
Energie Produktion
Eine Hauptfunktion von Coenzymen besteht darin, bei der Energieproduktion zu helfen. Insbesondere das Coenzym ATP ist ein wichtiger Akteur bei der Bewegung von Energie innerhalb der Zelle. Die Struktur von ATP hat drei Phosphatgruppen, und wenn die letzte während eines als Hydrolyse bezeichneten Prozesses abgespalten wird, wird Energie freigesetzt. ATP wird ständig recycelt, nimmt mehr Phosphatgruppen auf, die dann wieder abgespalten werden und die Zellenergie wieder auffüllen.
Übertragen von Gruppen
Coenzyme helfen auch bei der Übertragung bestimmter Atomgruppen von einem Molekül auf ein anderes. Zum Beispiel ist der Wasserstofftransfer, die Bewegung von Wasserstoffatomen von einem Teil einer Zelle oder Organelle zu einem anderen, für viele Prozesse, einschließlich der Reproduktion von ATP-Molekülen, von wesentlicher Bedeutung. Dabei ist insbesondere das Coenzym NADH von Bedeutung. Wenn in einer Zelle ein Prozess namens oxidative Phosphorylierung beginnt, transportiert das Coenzym NADH vier Wasserstoff Atome von einem Teil der Mitrochondrien zum nächsten, was den Prozess der Auffrischung des ATP. einer Zelle in Gang setzt liefert.
Redoxreaktionen
Eine weitere Hauptfunktion von Coenzymen besteht darin, den Verlust oder die Aufnahme von Elektronen bei Redoxreaktionen zu unterstützen. Bei der Oxidation verliert ein Molekül oder Atom Elektronen. Reduktion tritt auf, wenn ein Molekül oder Atom Elektronen aufnimmt. Die oxidative Phosphorylierung ist auch ein gutes Beispiel für Redox und ein Beispiel dafür, wie Coenzyme zusammenwirken. Damit NADH die Wasserstoffatome transportieren kann, gibt das Coenzym zwei Elektronen an Coenzym Q ab. NADH wird dann zu NAD+ und geht in einen oxidierten Zustand über, da es Elektronen verloren hat.
Antioxidantien
Da viele Coenzyme Elektronen einfangen können, wirken sie oft als Antioxidantien. Ungebundene Elektronen, auch als freie Radikale bekannt, können Zellen schädigen, die DNA schädigen und sogar zum Zelltod führen. Antioxidantien sind in der Lage, freie Radikale zu binden und solche Schäden zu verhindern. Bestimmte Coenzyme, wie CoQ10, werden sogar als medizinische Interventionen verwendet. Nach einem kardialen Ereignis wie einem Herzinfarkt oder einer Herzinsuffizienz kann CoQ10 verwendet werden, um Schäden durch freie Radikale zu begrenzen, während das Herzgewebe heilt.