Fermentai yra baltymai, kurie katalizuoja arba pagreitina specifines chemines reakcijas, todėl jie vyksta greičiau nei be katalizatoriaus. Kai kuriems fermentams reikia papildomų molekulių ar metalų jonų, vadinamų kofaktoriais, kad jie galėtų dirbti. Be šio kofaktoriaus fermentas nebegali katalizuoti reakcijos.
Funkcija
Pagal apibrėžimą kofaktorius yra ne baltymų jonas ar molekulė, reikalinga fermentui jo funkcijai. Jei kofaktorius bus pašalintas, fermentas negalės atlikti savo darbo ir nebeveiks kaip katalizatorius. Pavyzdžiui, jūsų kraujyje yra fermento, vadinamo karboanhidraze, kuris katalizuoja vandens ir anglies dioksido reakciją, kad susidarytų anglies rūgštis. Anglies anhidrazei reikalingas cinko jonas kaip kofaktorius. Jei nėra cinko, fermentas neveiks.
Tipai
Kofaktoriai gali būti teigiamai įkrauti metalų jonai, tokie kaip geležis, magnis ir cinkas, arba jie gali būti mažos anglies pagrindu pagamintos molekulės, tokios kaip vitaminas B12. Mažų molekulių kofaktoriai kartais vadinami kofermentais. Daugelis vitaminų, kurių jums reikia dietoje, veikia kaip fermentų kofaktoriai arba fermentų kofaktorių pirmtakai. Kai kurie fermentai labai stipriai suriša savo kofaktorius, todėl kofaktorius iš esmės yra fermento dalis; šiais atvejais kofaktorius kartais vadinamas protezavimo grupe. Kitų fermentų atveju kofaktorius yra tik laisvai surištas arba sujungtas.
Mechanizmas
Tikslus kofaktoriaus vaidmuo fermentinėje reakcijoje priklauso nuo fermento. Kiekvienas fermentas turi savo reakcijos mechanizmą, cheminių etapų seką, per kurią vyksta jo katalizuojama reakcija, o kofaktoriaus vaidmuo yra būdingas tam mechanizmui. Pvz., Naudojant karboanhidrazę, cinko jonas yra įstrigęs baltymo, vadinamo aktyviąja vieta, plyšyje. Kadangi jis yra teigiamai įkrautas ir skurdus elektronams, jis gali užmegzti ryšį su praeinančia vandens molekule, leisdamas vandens molekulei prarasti vandenilio joną, kad jis taptų hidroksido jonu OH-. Šis hidroksido jonas dabar gali užpulti anglies atomą anglies dioksido molekulėje, kad susidarytų anglies rūgštis. Susiedamas vandens molekulę ir leidęs jai prarasti vandenilio joną, cinko jonas padėjo fermentui palengvinti reakciją.
Programos
Kartais atimti jo kofaktoriaus fermentą yra geras būdas sustabdyti fermento nepageidaujamos reakcijos katalizavimą. Pavyzdžiui, kai studentai ar mokslininkai išskiria DNR, jie nori užtikrinti, kad DNR nebūtų suskaidyta fermentais, vadinamais DNR. Pridedant EDTA į reakcijos mišinį, DNR negalėtų veikti, nes EDTA sugriebia magnio jonus ir suriša juos tirpale; magnis yra kofaktorius, kurio DNR reikia norint veikti.