Las enzimas son proteínas que catalizan o aceleran reacciones químicas específicas por lo que van más rápido de lo que lo harían sin el catalizador. Algunas enzimas requieren la presencia de una molécula o ión metálico adicional llamado cofactor antes de que puedan hacer su magia. Sin este cofactor, la enzima ya no puede catalizar la reacción.
Función
Por definición, un cofactor es un ion o molécula no proteica requerida por la enzima para su función. Si se elimina el cofactor, la enzima no podrá hacer su trabajo y ya no funcionará como catalizador. Su sangre, por ejemplo, contiene una enzima llamada anhidrasa carbónica que cataliza la reacción entre el agua y el dióxido de carbono para formar ácido carbónico. La anhidrasa carbónica requiere un ion zinc como cofactor. Si no hay zinc, la enzima no funcionará.
Tipos
Los cofactores pueden ser iones metálicos cargados positivamente, como hierro, magnesio y zinc, o pueden ser pequeñas moléculas a base de carbono como la vitamina B12. Los cofactores de moléculas pequeñas a veces se denominan coenzimas. Muchas de las vitaminas que necesita en su dieta actúan como cofactores enzimáticos o precursores de los cofactores enzimáticos. Algunas enzimas unen sus cofactores de manera muy estrecha, de modo que el cofactor es básicamente parte de la enzima; en estos casos, el cofactor a veces se denomina grupo protésico. Para otras enzimas, el cofactor solo está unido o conectado de manera débil.
Mecanismo
El papel preciso que desempeña un cofactor en una reacción enzimática depende de la enzima. Cada enzima tiene su propio mecanismo de reacción, una secuencia de pasos químicos a través de los cuales tiene lugar la reacción que cataliza, y el papel del cofactor es específico de ese mecanismo. Con la anhidrasa carbónica, por ejemplo, el ión zinc está atrapado en una hendidura en la proteína llamada sitio activo. Dado que tiene carga positiva y es pobre en electrones, puede formar un enlace con una molécula de agua que pasa, lo que permite que la molécula de agua pierda un ión de hidrógeno para convertirse en un ión de hidróxido, OH-. Este ion hidróxido ahora puede atacar el átomo de carbono en una molécula de dióxido de carbono para formar ácido carbónico. Al unir la molécula de agua y permitirle perder un ión de hidrógeno, el ión de zinc ha ayudado a la enzima a facilitar la reacción.
Aplicaciones
Privar a una enzima de su cofactor es a veces una buena forma de evitar que la enzima catalice una reacción no deseada. Cuando los estudiantes o científicos extraen ADN, por ejemplo, quieren asegurarse de que el ADN no sea cortado por enzimas llamadas ADNasas. La adición de EDTA a la mezcla de reacción evita que las ADNasas funcionen porque el EDTA se adhiere a los iones de magnesio y los une a la solución; el magnesio es un cofactor que las ADNas requieren para funcionar.