Az enzimek olyan fehérjék, amelyek specifikus kémiai reakciókat katalizálnak vagy felgyorsítanak, így gyorsabban haladnak, mint a katalizátor nélkül. Egyes enzimek megkövetelik egy további molekula vagy fémion jelenlétét, az úgynevezett kofaktort, mielőtt működni tudnának. E kofaktor nélkül az enzim már nem képes katalizálni a reakciót.
Funkció
Definíció szerint a kofaktor egy nem fehérje ion vagy molekula, amelyre az enzim a működéséhez szükséges. Ha a kofaktort eltávolítják, az enzim nem lesz képes elvégezni a feladatát, és nem fog többé katalizátorként működni. A véred például tartalmaz egy szénhidrogén-anhidráz nevű enzimet, amely katalizálja a víz és a szén-dioxid közötti reakciót, és így szénsavat képez. A szénsav-anhidrázhoz cinkionra van szükség kofaktorként. Ha nincs cink, az enzim nem fog működni.
Típusok
A kofaktorok lehetnek pozitív töltésű fémionok, például vas, magnézium és cink, vagy lehetnek kis szénalapú molekulák, mint például a B12-vitamin. A kis molekulájú kofaktorokat néha koenzimeknek nevezik. Az étrendben szükséges vitaminok közül sok enzim-kofaktorként vagy az enzim-kofaktor prekurzoraként működik. Egyes enzimek nagyon szorosan kötik meg kofaktorukat, így a kofaktor alapvetően az enzim része; ezekben az esetekben a kofaktort néha protetikus csoportnak nevezik. Más enzimek esetében a kofaktor csak lazán kötődik vagy kapcsolódik.
Gépezet
A kofaktor pontos szerepe az enzimatikus reakcióban az enzimtől függ. Minden enzimnek megvan a maga reakciómechanizmusa, kémiai lépések sorrendje, amelyen keresztül az általa katalizált reakció lejátszódik, és a kofaktor szerepe specifikus erre a mechanizmusra. Szénsav-anhidrázzal például a cinkion beragadt az aktív helynek nevezett fehérje hasadékába. Mivel pozitív töltésű és elektronszegény, kötést tud kialakítani egy elhaladó vízmolekulával, lehetővé téve a vízmolekulának, hogy hidrogéniont veszítsen, így hidroxidion, OH-. Ez a hidroxidion megtámadhatja a szénatomot egy szén-dioxid-molekulában, és így szénsavat képez. A cinkion megkötésével és a hidrogénion elvesztésével lehetővé tette az enzim számára a reakció megkönnyítését.
Alkalmazások
A kofaktor enzimjének megvonása néha jó módszer arra, hogy megakadályozza az enzimet egy nem kívánt reakció katalizálásában. Amikor a hallgatók vagy a tudósok például DNS-t nyernek ki, biztosítani akarják, hogy a DNS-t ne hasítsák szét az úgynevezett DNS-ek. Az EDTA hozzáadása a reakcióelegyhez megakadályozza a DNS-ek működését, mivel az EDTA magnéziumionokra ragad és megköti őket az oldatban; a magnézium olyan kofaktor, amelyre a DNS-ek működéséhez szükség van.