Ферменти - це білки, які каталізують або прискорюють специфічні хімічні реакції, тому вони йдуть швидше, ніж без каталізатора. Деякі ферменти вимагають присутності додаткової молекули або іона металу, який називається кофактором, перш ніж вони зможуть здійснити свою магію. Без цього кофактора фермент вже не здатний каталізувати реакцію.
Функція
За визначенням, кофактор - це небілковий іон або молекула, необхідні ферменту для його функціонування. Якщо кофактор видалити, фермент не зможе виконувати свою роботу і більше не працюватиме як каталізатор. Наприклад, ваша кров містить фермент, який називається карбоангідраза, який каталізує реакцію між водою та діоксидом вуглецю з утворенням вуглекислоти. Карбоангідраза вимагає в якості кофактора іон цинку. Якщо цинку немає, фермент не працюватиме.
Типи
Кофакторами можуть бути позитивно заряджені іони металів, такі як залізо, магній і цинк, або вони можуть бути невеликими молекулами на основі вуглецю, такими як вітамін В12. Кофактори малих молекул іноді називають коферментами. Багато вітамінів, необхідних у вашому раціоні, діють як кофактори ферментів або попередники ферментів кофакторів. Деякі ферменти дуже міцно пов'язують свої кофактори, так що кофактор в основному є частиною ферменту; у цих випадках кофактор іноді називають групою протезів. Для інших ферментів кофактор лише слабо зв’язаний або пов’язаний.
Механізм
Точна роль кофактора в ферментативній реакції залежить від ферменту. Кожен фермент має свій механізм реакції, послідовність хімічних стадій, за допомогою яких відбувається реакція, яку він каталізує, і роль кофактора специфічна для цього механізму. Наприклад, з карбоангідразою іон цинку застряг у щілині білка, який називається активним центром. Оскільки він позитивно заряджений і бідний електронами, він може утворювати зв’язок з проходячою молекулою води, що дозволяє молекулі води втрачати іон водню, перетворюючись на гідроксид-іон OH-. Тепер цей гідроксид-іон може атакувати атом вуглецю в молекулі вуглекислого газу, утворюючи вуглекислу кислоту. Зв’язуючи молекулу води і дозволяючи їй втратити іон водню, іон цинку допоміг ферменту полегшити реакцію.
Програми
Позбавлення ферменту його кофактора іноді є хорошим способом зупинити фермент каталізацією небажаної реакції. Наприклад, коли студенти або вчені витягують ДНК, вони хочуть переконатися, що ДНК не руйнується ферментами, які називаються ДНКазами. Додавання ЕДТА до реакційної суміші заважає ДНКазам працювати, оскільки ЕДТА захоплює іони магнію і зв’язує їх у розчині; магній - це кофактор, необхідний ДНКазам для функціонування.