Enzýmy sú proteíny, ktoré katalyzujú alebo urýchľujú špecifické chemické reakcie, takže prebiehajú rýchlejšie, ako by to bolo bez katalyzátora. Niektoré enzýmy predtým, ako budú môcť pracovať na svojej mágii, vyžadujú prítomnosť ďalšej molekuly alebo iónu kovu nazývaného kofaktor. Bez tohto kofaktora už enzým nie je schopný katalyzovať reakciu.
Funkcia
Podľa definície je kofaktor neproteínový ión alebo molekula, ktorú enzým vyžaduje pre svoju funkciu. Ak je kofaktor odstránený, enzým nebude schopný vykonávať svoju prácu a nebude ďalej pôsobiť ako katalyzátor. Vaša krv napríklad obsahuje enzým nazývaný karboanhydráza, ktorý katalyzuje reakciu medzi vodou a oxidom uhličitým za vzniku kyseliny uhličitej. Karboanhydráza vyžaduje ako kofaktor ión zinku. Ak nie je prítomný zinok, enzým nebude fungovať.
Typy
Kofaktory môžu byť kladne nabité ióny kovov, ako je železo, horčík a zinok, alebo to môžu byť malé molekuly na báze uhlíka, ako je vitamín B12. Kofaktory s malými molekulami sa niekedy nazývajú koenzýmy. Mnoho vitamínov, ktoré potrebujete vo svojej strave, pôsobí ako enzýmové kofaktory alebo prekurzory enzýmových kofaktorov. Niektoré enzýmy viažu svoje kofaktory veľmi pevne, takže kofaktor je v podstate súčasťou enzýmu; v týchto prípadoch sa kofaktor niekedy nazýva protetická skupina. Pre ďalšie enzýmy je kofaktor iba voľne viazaný alebo pripojený.
Mechanizmus
Presná úloha, ktorú kofaktor hrá v enzymatickej reakcii, závisí od enzýmu. Každý enzým má svoj vlastný reakčný mechanizmus, postupnosť chemických krokov, prostredníctvom ktorých prebieha reakcia, ktorú katalyzuje, a úloha kofaktora je pre tento mechanizmus špecifická. Napríklad s karboanhydrázou je zinkový ión uviaznutý v štrbine proteínu nazývaného aktívne miesto. Pretože je pozitívne nabitý a chudobný na elektróny, môže vytvárať väzbu s prechádzajúcou molekulou vody, čo umožňuje molekule vody stratiť ión vodíka, takže sa z neho stane hydroxidový ión, OH-. Tento hydroxidový ión môže teraz útočiť na atóm uhlíka v molekule oxidu uhličitého za vzniku kyseliny uhličitej. Naviazaním molekuly vody a umožnením jej straty vodíkového iónu pomohol zinkový ión enzýmu uľahčiť reakciu.
Aplikácie
Zbavenie enzýmu jeho kofaktora je niekedy dobrý spôsob, ako zabrániť enzýmu katalyzovať nežiaducu reakciu. Keď napríklad študenti alebo vedci extrahujú DNA, chcú zaistiť, aby DNA nebola rozsekaná enzýmami nazývanými DNAsy. Pridanie EDTA do reakčnej zmesi bráni DNAses v práci, pretože EDTA sa zachytáva na iónoch horčíka a viaže ich v roztoku; horčík je kofaktor, ktorý pre svoju funkciu vyžaduje DNAza.