Πώς επηρεάζει η έλλειψη συν-παράγοντα για ένα ένζυμο τη λειτουργία του ενζύμου;

Τα ένζυμα είναι πρωτεΐνες που καταλύουν ή επιταχύνουν συγκεκριμένες χημικές αντιδράσεις, ώστε να πάνε γρηγορότερα από ό, τι θα έκαναν χωρίς τον καταλύτη. Μερικά ένζυμα απαιτούν την παρουσία ενός πρόσθετου μορίου ή ιόντος μετάλλου που ονομάζεται συμπαράγοντας πριν μπορέσουν να δουλέψουν τη μαγεία τους. Χωρίς αυτόν τον συμπαράγοντα, το ένζυμο δεν είναι πλέον ικανό να καταλύσει την αντίδραση.

Εξ ορισμού, ένας συμπαράγοντας είναι ένα μη πρωτεϊνικό ιόν ή μόριο που απαιτείται από το ένζυμο για τη λειτουργία του. Εάν ο συμπαράγοντας αφαιρεθεί, το ένζυμο δεν θα είναι σε θέση να κάνει τη δουλειά του και δεν θα λειτουργεί πλέον ως καταλύτης. Το αίμα σας, για παράδειγμα, περιέχει ένα ένζυμο που ονομάζεται ανθρακική ανυδράση, το οποίο καταλύει την αντίδραση μεταξύ νερού και διοξειδίου του άνθρακα για να σχηματίσει ανθρακικό οξύ. Η ανθρακική ανυδράση απαιτεί ιόν ψευδαργύρου ως συμπαράγοντα. Εάν δεν υπάρχει ψευδάργυρος, το ένζυμο δεν θα λειτουργήσει.

Οι συμπαράγοντες μπορεί να είναι θετικά φορτισμένα μεταλλικά ιόντα, όπως σίδηρος, μαγνήσιο και ψευδάργυρος, ή μπορεί να είναι μικρά μόρια με βάση τον άνθρακα όπως η βιταμίνη Β12. Συμπαραγωγείς μικρών μορίων ονομάζονται μερικές φορές συνένζυμα. Πολλές από τις βιταμίνες που χρειάζεστε στη διατροφή σας λειτουργούν ως συμπαράγοντες ενζύμων ή πρόδρομοι των συμπαράγοντων ενζύμων. Μερικά ένζυμα δεσμεύουν τους συμπαράγοντες τους πολύ σφιχτά, έτσι ώστε ο συμπαράγοντας να είναι βασικά μέρος του ενζύμου. Σε αυτές τις περιπτώσεις ο συμπαράγοντας μερικές φορές ονομάζεται προσθετική ομάδα. Για άλλα ένζυμα, ο συμπαράγοντας συνδέεται ή συνδέεται χαλαρά.

Ο ακριβής ρόλος που παίζει ένας συμπαράγοντας σε μια ενζυματική αντίδραση εξαρτάται από το ένζυμο. Κάθε ένζυμο έχει τον δικό του μηχανισμό αντίδρασης, μια ακολουθία χημικών σταδίων μέσω των οποίων λαμβάνει χώρα η αντίδραση που καταλύει και ο ρόλος του συμπαράγοντα είναι συγκεκριμένος για αυτόν τον μηχανισμό. Με την ανθρακική ανυδράση, για παράδειγμα, το ιόν ψευδαργύρου κολλάει σε μια σχισμή στην πρωτεΐνη που ονομάζεται ενεργό σημείο. Δεδομένου ότι είναι θετικά φορτισμένο και φτωχό σε ηλεκτρόνια, μπορεί να σχηματίσει δεσμό με ένα διερχόμενο μόριο νερού, επιτρέποντας στο μόριο νερού να χάσει ένα ιόν υδρογόνου έτσι ώστε να γίνει ιόν υδροξειδίου, ΟΗ-. Αυτό το ιόν υδροξειδίου μπορεί τώρα να προσβάλει το άτομο άνθρακα σε ένα μόριο διοξειδίου του άνθρακα για να σχηματίσει ανθρακικό οξύ. Δεσμεύοντας το μόριο νερού και επιτρέποντάς του να χάσει ένα ιόν υδρογόνου, το ιόν ψευδαργύρου βοήθησε το ένζυμο να διευκολύνει την αντίδραση.

Η στέρηση ενός ενζύμου από τον συμπαράγοντά του είναι μερικές φορές ένας καλός τρόπος για να σταματήσει το ένζυμο να καταλύει μια ανεπιθύμητη αντίδραση. Όταν μαθητές ή επιστήμονες εξάγουν DNA, για παράδειγμα, θέλουν να διασφαλίσουν ότι το DNA δεν τεμαχίζεται από ένζυμα που ονομάζονται DNAses. Η προσθήκη EDTA στο μείγμα αντίδρασης εμποδίζει τη λειτουργία των DNAs επειδή το EDTA πιάνει στα ιόντα μαγνησίου και τα δεσμεύει στο διάλυμα. το μαγνήσιο είναι ένας συμπαράγοντας που χρειάζονται τα DNAses για να λειτουργήσουν.