Gli enzimi sono proteine essenziali responsabili di una moltitudine di reazioni negli organismi. Tuttavia, non funzionano da soli. Le molecole non proteiche note come coenzimi aiutano nel lavoro degli enzimi. I coenzimi sono spesso derivati dalle vitamine e sono molto più piccoli rispetto all'enzima stesso, ma non per questo meno importanti. Dall'accelerazione della digestione alla garanzia di un'accurata replicazione del DNA, i coenzimi sono una parte essenziale di qualsiasi sistema biologico.
Produzione di energia
Una funzione primaria dei coenzimi è quella di aiutare la produzione di energia. In particolare, il coenzima ATP è un attore importante nel movimento dell'energia all'interno della cellula. La struttura dell'ATP ha tre gruppi fosfato e quando l'ultimo viene scisso durante un processo noto come idrolisi, viene rilasciata energia. L'ATP viene costantemente riciclato, raccogliendo più gruppi fosfato che vengono poi rotti ancora una volta, reintegrando l'energia cellulare.
Trasferimento di gruppi
I coenzimi aiutano anche a trasferire determinati gruppi di atomi da una molecola all'altra. Ad esempio, il trasferimento di idrogeno, il movimento degli atomi di idrogeno da una parte all'altra di una cellula o di un organello, è essenziale per molti processi, inclusa la riproduzione delle molecole di ATP. Il coenzima NADH in particolare è importante in questa procedura. Quando in una cellula inizia un processo chiamato fosforilazione ossidativa, il coenzima NADH trasporta quattro idrogeno atomi da una parte all'altra dei mitrocondri, avviando il processo di rinfrescamento dell'ATP di una cellula forniture.
Reazioni redox
Un'altra funzione primaria dei coenzimi è quella di favorire la perdita o il guadagno di elettroni nelle reazioni redox. Durante l'ossidazione, una molecola o un atomo perde elettroni. La riduzione si verifica quando una molecola o un atomo acquista elettroni. La fosforilazione ossidativa è anche un buon esempio di ossidoriduzione e un'illustrazione di come i coenzimi lavorano in tandem. Affinché il NADH possa trasportare gli atomi di idrogeno, il coenzima dona due elettroni al coenzima Q. NADH diventa quindi NAD+, entrando in uno stato ossidato perché ha perso elettroni.
Antiossidanti
Poiché molti coenzimi sono in grado di catturare gli elettroni, spesso funzionano come antiossidanti. Gli elettroni non legati, noti anche come radicali liberi, possono danneggiare le cellule, danneggiare il DNA e persino portare alla morte cellulare. Gli antiossidanti sono in grado di legare i radicali liberi, prevenendo il verificarsi di tali danni. Alcuni coenzimi, come il CoQ10, vengono persino utilizzati come interventi medici. Dopo un evento cardiaco come un infarto o un'insufficienza cardiaca, il CoQ10 può essere utilizzato per limitare i danni dei radicali liberi mentre il tessuto del cuore sta guarendo.