Ensüümid on valgud, mis katalüüsivad või kiirendavad konkreetseid keemilisi reaktsioone, nii et need lähevad kiiremini kui katalüsaatorita. Mõned ensüümid vajavad enne võluväel töötamist täiendava molekuli või metalliiooni olemasolu, mida nimetatakse kofaktoriks. Ilma selle kofaktorita ei ole ensüüm enam võimeline reaktsiooni katalüüsima.
Funktsioon
Definitsiooni järgi on kofaktor mittevalguline ioon või molekul, mida ensüüm oma funktsiooni jaoks vajab. Kui kofaktor eemaldatakse, ei saa ensüüm oma tööd teha ega tööta enam katalüsaatorina. Näiteks sisaldab teie veri ensüümi, mida nimetatakse karboanhüdraasiks, mis katalüüsib vee ja süsinikdioksiidi vahelist reaktsiooni, moodustades süsihappe. Süsinikanhüdraas vajab kofaktorina tsingi iooni. Kui tsinki pole, ei tööta ensüüm.
Tüübid
Kofaktorid võivad olla positiivselt laetud metalliioonid, nagu raud, magneesium ja tsink, või need võivad olla väikesed süsinikupõhised molekulid nagu vitamiin B12. Väikese molekuliga kofaktoreid nimetatakse mõnikord koensüümideks. Paljud vitamiinid, mida vajate oma dieedil, toimivad ensüümkofaktorite või ensüümkofaktorite eelkäijatena. Mõned ensüümid seovad oma kofaktoreid väga tihedalt, nii et kofaktor on põhimõtteliselt osa ensüümist; nendel juhtudel nimetatakse kofaktorit mõnikord proteesigrupiks. Teiste ensüümide puhul on kofaktor seotud ainult lõdvalt või ühendatud.
Mehhanism
Kofaktori täpne roll ensümaatilises reaktsioonis sõltub ensüümist. Igal ensüümil on oma reaktsioonimehhanism, keemiliste etappide jada, mille kaudu toimub selle katalüüsitav reaktsioon, ja kofaktori roll on sellele mehhanismile omane. Näiteks karboanhüdraasi korral on tsingiioon kinni aktiivse saidi nimelises valgus. Kuna see on positiivselt laetud ja elektronivaene, võib see moodustada sideme mööduva veemolekuliga, võimaldades veemolekulil kaotada vesinikioon, nii et sellest saab hüdroksiidioon, OH-. See hüdroksiidioon võib nüüd rünnata süsinikdioksiidi molekuli süsinikuaatomit, moodustades süsihappe. Seondudes veemolekuliga ja võimaldades sellel kaotada vesinikiooni, on tsingiioon aidanud ensüümil reaktsiooni hõlbustada.
Rakendused
Selle kofaktori ensüümi äravõtmine on mõnikord hea viis peatada ensüümi soovimatu reaktsiooni katalüüsimine. Kui tudengid või teadlased näiteks DNA-d eraldavad, tahavad nad tagada, et DNA ei hakkaks DNA-deks nimetatavate ensüümide abil tükeldama. EDTA lisamine reaktsioonisegule takistab DNA-de töötamist, kuna EDTA haarab magneesiumioonid ja seob need lahuses; magneesium on kofaktor, mida DNA-d vajavad toimimiseks.