Fermenti ir olbaltumvielas, kas katalizē vai paātrina noteiktas ķīmiskās reakcijas, lai tās noritētu ātrāk nekā bez katalizatora. Dažiem enzīmiem ir nepieciešama papildu molekula vai metāla jonu klātbūtne, ko sauc par kofaktoru, pirms viņi var strādāt ar savu burvību. Bez šī kofaktora enzīms vairs nespēj katalizēt reakciju.
Funkcija
Pēc definīcijas kofaktors ir proteīns, kas nav proteīns, vai molekula, kas nepieciešama fermentam tā darbībai. Ja kofaktors tiks noņemts, ferments nespēs veikt savu darbu un vairs nedarbosies kā katalizators. Piemēram, jūsu asinīs ir ferments, ko sauc par karboanhidrāzi, kas katalizē reakciju starp ūdeni un oglekļa dioksīdu, veidojot ogļskābi. Ogļūdeņraža anhidrāzei kā kofaktors nepieciešams cinka jons. Ja nav cinka, ferments nedarbosies.
Veidi
Kofaktori var būt pozitīvi lādēti metāla joni, piemēram, dzelzs, magnijs un cinks, vai arī tie var būt mazas oglekļa bāzes molekulas, piemēram, B12 vitamīns. Mazo molekulu kofaktorus dažreiz sauc par koenzīmiem. Daudzi no jūsu uzturā nepieciešamajiem vitamīniem darbojas kā enzīmu kofaktori vai fermentu kofaktoru prekursori. Daži fermenti ļoti cieši saista savus kofaktorus tā, ka kofaktors būtībā ir fermenta daļa; šajos gadījumos kofaktoru dažkārt sauc par protezēšanas grupu. Citiem fermentiem kofaktors ir tikai brīvi saistīts vai savienots.
Mehānisms
Precīza loma, ko kofaktors spēlē fermentatīvajā reakcijā, ir atkarīgs no fermenta. Katram fermentam ir savs reakcijas mehānisms, ķīmisko darbību secība, caur kuru notiek tā katalizētā reakcija, un kofaktora loma ir specifiska šim mehānismam. Izmantojot karboanhidrāzi, piemēram, cinka jons ir iestrēdzis olbaltumvielu spraugā, ko sauc par aktīvo vietu. Tā kā tas ir pozitīvi uzlādēts un nabadzīgs ar elektroniem, tas var izveidot saiti ar garām ejošo ūdens molekulu, ļaujot ūdens molekulai zaudēt ūdeņraža jonu tā, lai tas kļūtu par hidroksīda jonu OH-. Šis hidroksīda jons tagad var uzbrukt oglekļa atomu oglekļa dioksīda molekulā, veidojot ogļskābi. Saistot ūdens molekulu un ļaujot tai zaudēt ūdeņraža jonu, cinka jons ir palīdzējis fermentam atvieglot reakciju.
Pieteikumi
Dažreiz labs veids, kā apturēt fermenta nevēlamās reakcijas katalizēšanu, ir tā kofaktora fermenta atņemšana. Piemēram, kad studenti vai zinātnieki iegūst DNS, viņi vēlas pārliecināties, ka DNS nesasmalcina fermenti, ko sauc par DNS. EDTA pievienošana reakcijas maisījumam neļauj DNS darboties, jo EDTA satver magnija jonus un saista tos šķīdumā; magnijs ir kofaktors, kas DNS funkcionēšanai ir nepieciešams.