מהם הפונקציות של קואנזימים?

אנזימים הם חלבונים חיוניים האחראים לשלל תגובות באורגניזמים. עם זאת, הם לא עובדים לבד. מולקולות שאינן חלבונים המכונות קואנזימים מסייעות בעבודות האנזימים. קואנזימים נגזרים לעיתים קרובות מוויטמינים והם קטנים בהרבה בהשוואה לאנזים עצמו, אך חשובים לא פחות. החל מזרז העיכול ועד להבטחת שכפול DNA מדויק, קואנזימים הם חלק חיוני בכל מערכת ביולוגית.

תפקיד אחד העיקרי של קואנזימים הוא לעזור בייצור אנרגיה. באופן ספציפי, הקואנזים ATP הוא שחקן מרכזי בהנעת אנרגיה בתוך התא. המבנה של ATP כולל שלוש קבוצות פוספט, וכאשר מנותקים את האחרון במהלך תהליך המכונה הידרוליזה, האנרגיה משתחררת. ATP ממוחזר כל הזמן, מרים קבוצות פוספט נוספות שמנותקות שוב, וממלאות אנרגיה סלולרית.

קואנזימים מסייעים גם בהעברת קבוצות מסוימות של אטומים ממולקולה אחת לאחרת. לדוגמא, העברת מימן, תנועת אטומי מימן מחלק אחד של תא או אברון לאחר, חיונית לתהליכים רבים, כולל רבייה של מולקולות ATP. הקואנזים NADH במיוחד חשוב בהליך זה. כאשר מתחיל בתא תהליך הנקרא זרחון חמצוני, הקואנזים NADH מעביר ארבעה מימן אטומים מחלק אחד של המיטרוכונדריה למשנהו, קופצים לתהליך רענון ה- ATP של התא אספקה.

תפקיד עיקרי נוסף של קואנזימים הוא לסייע באובדן או רווח של אלקטרונים בתגובות חיזור. במהלך החמצון מולקולה או אטום מאבדים אלקטרונים. הפחתה מתרחשת כאשר מולקולה או אטום צוברים אלקטרונים. זרחון חמצוני הוא גם דוגמה טובה לחידוש, כמו גם המחשה לאופן שבו קואנזימים פועלים במקביל. כדי ש- NADH יוכל להעביר את אטומי המימן, הקואנזים תורם שני אלקטרונים לקואנזים Q. NADH הופך ל- NAD +, ונכנס למצב מחומצן מכיוון שהוא איבד אלקטרונים.

מכיוון שקואנזימים רבים מסוגלים ללכוד אלקטרונים, הם מתפקדים לרוב כנוגדי חמצון. אלקטרונים לא מאוגדים, הידועים גם בשם רדיקלים חופשיים, עלולים לפגוע בתאים, לפגוע ב- DNA ואף להוביל למוות של תאים. נוגדי חמצון מסוגלים לקשור רדיקלים חופשיים, ומונעים התרחשות של נזק כזה. קואנזימים מסוימים, כגון CoQ10, משמשים אף כמעין התערבויות רפואיות. לאחר אירוע לב כמו התקף לב או אי ספיקת לב, ניתן להשתמש ב- CoQ10 להגבלת הנזק לרדיקלים החופשיים בזמן שרקמת הלב מחלימה.