การขาดปัจจัยร่วมสำหรับเอนไซม์จะส่งผลต่อการทำงานของเอนไซม์อย่างไร?

เอ็นไซม์คือโปรตีนที่เร่งปฏิกิริยาหรือเร่งปฏิกิริยาเคมีจำเพาะ ดังนั้นพวกมันจึงไปได้เร็วกว่าที่ไม่มีตัวเร่งปฏิกิริยา เอนไซม์บางชนิดจำเป็นต้องมีโมเลกุลหรือไอออนของโลหะเพิ่มเติมที่เรียกว่าโคแฟกเตอร์ก่อนจึงจะสามารถใช้เวทย์มนตร์ได้ หากไม่มีปัจจัยร่วมนี้ เอนไซม์จะไม่สามารถเร่งปฏิกิริยาได้อีกต่อไป

ตามคำนิยาม โคแฟกเตอร์คือไอออนหรือโมเลกุลที่ไม่ใช่โปรตีนที่เอนไซม์ต้องการเพื่อทำหน้าที่ของมัน ถ้าโคแฟกเตอร์ถูกกำจัดออกไป เอ็นไซม์จะไม่สามารถทำงานได้และจะไม่ทำงานเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาอีกต่อไป ตัวอย่างเช่น เลือดของคุณมีเอนไซม์ที่เรียกว่า carbonic anhydrase ซึ่งเร่งปฏิกิริยาระหว่างน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อสร้างกรดคาร์บอนิก Carbonic anhydrase ต้องการสังกะสีไอออนเป็นปัจจัยร่วม หากไม่มีสังกะสี เอนไซม์ก็จะไม่ทำงาน

โคแฟกเตอร์อาจเป็นไอออนของโลหะที่มีประจุบวก เช่น เหล็ก แมกนีเซียม และสังกะสี หรืออาจเป็นโมเลกุลที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบขนาดเล็ก เช่น วิตามินบี 12 โคแฟคเตอร์โมเลกุลขนาดเล็กบางครั้งเรียกว่าโคเอ็นไซม์ วิตามินหลายชนิดที่คุณต้องการในอาหารของคุณทำหน้าที่เป็นโคแฟกเตอร์ของเอนไซม์หรือสารตั้งต้นของโคแฟกเตอร์ของเอนไซม์ เอ็นไซม์บางตัวจับโคแฟคเตอร์ของมันแน่นมาก ดังนั้นโคแฟคเตอร์โดยพื้นฐานแล้วเป็นส่วนหนึ่งของเอนไซม์ ในกรณีเหล่านี้ cofactor บางครั้งเรียกว่ากลุ่มเทียม สำหรับเอนไซม์อื่นๆ โคแฟกเตอร์จะถูกผูกมัดหรือเชื่อมต่ออย่างหลวม ๆ เท่านั้น

บทบาทที่แม่นยำที่โคแฟกเตอร์เล่นในปฏิกิริยาของเอนไซม์ขึ้นอยู่กับเอนไซม์ เอนไซม์แต่ละตัวมีกลไกการเกิดปฏิกิริยาของมันเอง ลำดับของขั้นตอนทางเคมีซึ่งปฏิกิริยาที่มันเร่งปฏิกิริยาเกิดขึ้น และบทบาทของโคแฟกเตอร์นั้นจำเพาะต่อกลไกนั้น ยกตัวอย่างเช่น คาร์บอนิกแอนไฮไดเรส ซิงค์ไอออนจะติดอยู่ในรอยแยกในโปรตีนที่เรียกว่าแอคทีฟไซต์ เนื่องจากมีประจุบวกและไม่มีอิเล็กตรอน จึงสามารถสร้างพันธะกับโมเลกุลของน้ำที่ไหลผ่าน ทำให้โมเลกุลของน้ำสูญเสียไฮโดรเจนไอออนไปจนกลายเป็นไฮดรอกไซด์ไอออน OH- ไอออนไฮดรอกไซด์นี้สามารถโจมตีอะตอมของคาร์บอนในโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อสร้างกรดคาร์บอนิกได้ โดยการจับโมเลกุลของน้ำและทำให้สูญเสียไฮโดรเจนไอออน สังกะสีไอออนช่วยให้เอนไซม์อำนวยความสะดวกในปฏิกิริยา

การกีดกันเอนไซม์ของโคแฟกเตอร์บางครั้งเป็นวิธีที่ดีในการหยุดเอนไซม์ไม่ให้เร่งปฏิกิริยาที่ไม่พึงประสงค์ ตัวอย่างเช่น เมื่อนักเรียนหรือนักวิทยาศาสตร์ทำการสกัด DNA พวกเขาต้องการให้แน่ใจว่า DNA ไม่ถูกสับด้วยเอ็นไซม์ที่เรียกว่า DNAses การเพิ่ม EDTA ลงในส่วนผสมของปฏิกิริยาจะป้องกันไม่ให้ DNAses ทำงาน เนื่องจาก EDTA จับกับแมกนีเซียมไอออนและจับพวกมันในสารละลาย แมกนีเซียมเป็นปัจจัยร่วมที่ดีเอ็นเอต้องการเพื่อให้ทำงานได้