Enzymy to białka, które katalizują lub przyspieszają określone reakcje chemiczne, dzięki czemu przebiegają szybciej niż bez katalizatora. Niektóre enzymy wymagają obecności dodatkowej cząsteczki lub jonu metalu zwanego kofaktorem, zanim będą mogły działać swoją magią. Bez tego kofaktora enzym nie jest już w stanie katalizować reakcji.
Funkcjonować
Z definicji kofaktor jest niebiałkowym jonem lub cząsteczką wymaganą przez enzym do jego funkcji. Jeśli kofaktor zostanie usunięty, enzym nie będzie w stanie wykonać swojej pracy i nie będzie już działał jako katalizator. Na przykład Twoja krew zawiera enzym zwany anhydrazą węglanową, który katalizuje reakcję między wodą a dwutlenkiem węgla, tworząc kwas węglowy. Anhydraza węglanowa wymaga jonu cynku jako kofaktora. Jeśli nie ma cynku, enzym nie będzie działał.
Rodzaje
Kofaktory mogą być dodatnio naładowanymi jonami metali, takich jak żelazo, magnez i cynk, lub mogą to być małe cząsteczki oparte na węglu, takie jak witamina B12. Kofaktory drobnocząsteczkowe są czasami nazywane koenzymami. Wiele witamin, których potrzebujesz w diecie, działa jako kofaktory enzymów lub prekursory kofaktorów enzymów. Niektóre enzymy wiążą swoje kofaktory bardzo ściśle, tak że kofaktor jest w zasadzie częścią enzymu; w takich przypadkach kofaktor jest czasami nazywany grupą protetyczną. W przypadku innych enzymów kofaktor jest tylko luźno związany lub połączony.
Mechanizm
Dokładna rola, jaką kofaktor odgrywa w reakcji enzymatycznej, zależy od enzymu. Każdy enzym ma swój własny mechanizm reakcji, sekwencję etapów chemicznych, przez które zachodzi reakcja, którą katalizuje, a rola kofaktora jest specyficzna dla tego mechanizmu. Na przykład w przypadku anhydrazy węglanowej jon cynku utknął w szczelinie w białku zwanym miejscem aktywnym. Ponieważ jest naładowany dodatnio i ubogi w elektrony, może tworzyć wiązanie z przepływającą cząsteczką wody, umożliwiając cząsteczce wody utratę jonu wodorowego, dzięki czemu staje się jonem wodorotlenkowym, OH-. Ten jon wodorotlenkowy może teraz atakować atom węgla w cząsteczce dwutlenku węgla, tworząc kwas węglowy. Wiążąc cząsteczkę wody i umożliwiając jej utratę jonu wodorowego, jon cynku pomógł enzymowi ułatwić reakcję.
Aplikacje
Pozbawienie enzymu jego kofaktora jest czasami dobrym sposobem na powstrzymanie enzymu przed katalizowaniem niepożądanej reakcji. Kiedy studenci lub naukowcy pobierają DNA, na przykład, chcą mieć pewność, że DNA nie zostanie pocięte przez enzymy zwane DNAzami. Dodanie EDTA do mieszaniny reakcyjnej zapobiega działaniu DNAz, ponieważ EDTA chwyta jony magnezu i wiąże je w roztworze; magnez jest kofaktorem, którego DNAzy potrzebują do funkcjonowania.
