Como a falta de um cofator para uma enzima afetaria a função da enzima?

As enzimas são proteínas que catalisam ou aceleram reações químicas específicas, de modo que ocorrem mais rápido do que sem o catalisador. Algumas enzimas requerem a presença de uma molécula adicional ou íon metálico chamado cofator antes que possam fazer sua mágica. Sem esse cofator, a enzima não é mais capaz de catalisar a reação.

Por definição, um cofator é um íon ou molécula não proteica exigida pela enzima para sua função. Se o cofator for removido, a enzima não será capaz de fazer seu trabalho e não funcionará mais como catalisador. Seu sangue, por exemplo, contém uma enzima chamada anidrase carbônica, que catalisa a reação entre a água e o dióxido de carbono para formar o ácido carbônico. A anidrase carbônica requer um íon zinco como co-fator. Se não houver zinco presente, a enzima não funcionará.

Os cofatores podem ser íons metálicos carregados positivamente, como ferro, magnésio e zinco, ou podem ser pequenas moléculas baseadas em carbono, como a vitamina B12. Cofatores de pequenas moléculas são às vezes chamados de coenzimas. Muitas das vitaminas de que você precisa em sua dieta agem como cofatores enzimáticos ou precursores de cofatores enzimáticos. Algumas enzimas ligam seus cofatores muito fortemente, de modo que o cofator é basicamente parte da enzima; nesses casos, o cofator é às vezes chamado de grupo protético. Para outras enzimas, o cofator é apenas fracamente ligado ou conectado.

O papel preciso que um cofator desempenha em uma reação enzimática depende da enzima. Cada enzima tem seu próprio mecanismo de reação, uma sequência de etapas químicas por meio das quais ocorre a reação que ela catalisa, e a função do cofator é específica para esse mecanismo. Com a anidrase carbônica, por exemplo, o íon zinco fica preso em uma fenda na proteína chamada sítio ativo. Por ser carregado positivamente e pobre em elétrons, ele pode formar uma ligação com uma molécula de água que passa, permitindo que a molécula de água perca um íon de hidrogênio para que se torne um íon hidróxido, OH-. Este íon hidróxido pode agora atacar o átomo de carbono em uma molécula de dióxido de carbono para formar ácido carbônico. Ao se ligar à molécula de água e permitir que ela perca um íon de hidrogênio, o íon zinco ajudou a enzima a facilitar a reação.

Privar uma enzima de seu cofator às vezes é uma boa maneira de impedir que a enzima catalise uma reação indesejada. Quando estudantes ou cientistas estão extraindo DNA, por exemplo, eles querem garantir que o DNA não seja picado por enzimas chamadas DNAses. Adicionar EDTA à mistura de reação impede que os DNAses funcionem porque o EDTA se agarra aos íons de magnésio e os liga à solução; o magnésio é um cofator que os DNAs requerem para funcionar.