Cofactor

Un cofactor é xeralmente definido como un composto non proteico de baixo peso molecular que se une a unha proteína (xeralmente encimática) e requírese para a actividade biolóxica da proteína. Os cofactores considéranse moléculas distintas do substrato, que "axudan" na catálise encimática. Para unha discusión sobre a definición do termo véxase o segundo capítulo.

Os cofactores poden clasificarse segundo a súa natureza química en orgánicos e inorgánicos.

• Os inorgánicos son:

• ións metálicos ^[1], como os ións ferro, cobre, magnesio, manganeso, cinc, cobalto, molibdeno, selenio,^[1] etc.
• grupos ferrosulfurados ^[2].

• Os orgánicos son os coencimas, que poden ser:

• vitamínicos (vitaminas ou que conteñen na súa estrutura vitaminas), como: vitamina C ^[3], biotina ^[4], coencima A ^[5], NAD⁺ e NADP^{+ [6]}, FAD, FMN ^[7] , pirofosfato de tiamina ^[8] etc.
• non vitamínicos, como: ATP ^[9], S-adenosilmetionina ^[10], coencima B ^[11] , coencima Q ^[12], glutatión ^[13][14], hemo ^[15] etc.

Tamén se poden clasificar segundo a forza con que se unan á proteína en: grupos prostéticos, unidos de forma forte e permanente, e coencimas, unidos máis feblemente. Pero é importante salientar que non hai unha clara división entre unión "feble" e "forte" do cofactor co encima.^[16] De feito, moitos, como o NAD⁺ poden estar fortemente unidos nuns encimas e feblemente noutros.^[16]. Os cofactores fortemente unidos rexenéranse, en xeral, durante o mesmo ciclo de reacción, mentres que os que están feblemente unidos rexenéranse nunha reacción posterior catalizada por un encima diferente. Neste último caso, o cofactor podería tamén ser considerado un substrato ou cosubstrato.

Cando un encima require un cofactor, a parte proteica do encima (inactiva) chámase apoencima. O apoencima xunto co cofactor forma o holoencima, que é o encima completo activo.^[16]

Holoencima = Apoencima (proteína) + Cofactor (non proteico)

Algúns encimas ou complexos encimáticos requiren máis dun cofactor. Por exemplo, o complexo multiencimático piruvato deshidroxenase^[17] require cinco cofactores inorgánicos e un ión metálico, que son: o pirofosfato de tiamina (TPP) unido feblemente, a lipoamida unida covalentemente, e o flavín adenín dinucleótido (FAD) unido covalentemente, e os cosubstratos nicotín adenín dinucleótido (NAD⁺) e coencima A (CoA), e un ión metálico (Mg²⁺).

Moitos cofactores orgánicos son vitaminas ou derivados delas. Moitos conteñen o nucleótido AMP como parte da súa estrutura, o que pode indicar unha orixe evolutiva común como parte de ribozimas nun primitivo "mundo de ARN", tal como propoñen algunhas teorías sobre a orixe da vida. Suxeriuse que a parte formada polo AMP funcionaría como unha especie de "asa" coa que o encima "agarraría" ao coencima para movelo entre diferentes centros catalíticos.^[18]

1. ↑ ^{1,0 1,1} Aggett PJ (1985). "Physiology and metabolism of essential trace elements: an outline". Clin Endocrinol Metab 14 (3): 513–43. PMID 3905079. doi:10.1016/S0300-595X(85)80005-0. 
2. ↑ Meyer J (2008). "Iron-sulfur protein folds, iron-sulfur chemistry, and evolution". J. Biol. Inorg. Chem. 13 (2): 157–70. PMID 17992543. doi:10.1007/s00775-007-0318-7. 
3. ↑ Linster CL, Van Schaftingen E (2007). "Vitamin C. Biosynthesis, recycling and degradation in mammals". FEBS J. 274 (1): 1–22. PMID 17222174. doi:10.1111/j.1742-4658.2006.05607.x. 
4. ↑ Jitrapakdee S, Wallace JC (2003). "The biotin enzyme family: conserved structural motifs and domain rearrangements". Curr. Protein Pept. Sci. 4 (3): 217–29. PMID 12769720. doi:10.2174/1389203033487199. 
5. ↑ Leonardi R, Zhang YM, Rock CO, Jackowski S (2005). "Coenzyme A: back in action". Prog. Lipid Res. 44 (2–3): 125–53. PMID 15893380. doi:10.1016/j.plipres.2005.04.001. 
6. ↑ Pollak N, Dölle C, Ziegler M (2007). "The power to reduce: pyridine nucleotides—small molecules with a multitude of functions". Biochem. J. 402 (2): 205–18. PMC 1798440. PMID 17295611. doi:10.1042/BJ20061638. 
7. ↑ Joosten V, van Berkel WJ (2007). "Flavoenzymes". Curr Opin Chem Biol 11 (2): 195–202. PMID 17275397. doi:10.1016/j.cbpa.2007.01.010. 
8. ↑ Frank RA, Leeper FJ, Luisi BF (2007). "Structure, mechanism and catalytic duality of thiamine-dependent enzymes". Cell. Mol. Life Sci. 64 (7–8): 892–905. PMID 17429582. doi:10.1007/s00018-007-6423-5. 
9. ↑ Bugg, Tim (1997). Blackwell Science - Oxford, ed. An introduction to enzyme and coenzyme chemistry. p. 95. ISBN 0-86542-793-3. 
10. ↑ Chiang P, Gordon R, Tal J, Zeng G, Doctor B, Pardhasaradhi K, McCann P (1996). "S-Adenosylmethionine and methylation". FASEB J 10 (4): 471–80. PMID 8647346. 
11. ↑ Noll KM, Rinehart KL, Tanner RS, Wolfe RS (1986). "Structure of component B (7-mercaptoheptanoylthreonine phosphate) of the methylcoenzyme M methylreductase system of Methanobacterium thermoautotrophicum". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 83 (12): 4238–42. PMC 323707. PMID 3086878. doi:10.1073/pnas.83.12.4238. 
12. ↑ Crane FL (1 December 2001). "Biochemical functions of coenzyme Q10". Journal of the American College of Nutrition 20 (6): 591–8. PMID 11771674. Arquivado dende o orixinal o 16 de decembro de 2008. Consultado o 27 de xullo de 2011. 
13. ↑ Grill D, Tausz T, De Kok LJ (2001). Significance of glutathione in plant adaptation to the environment. Springer. ISBN 1402001789. [1]
14. ↑ Meister A, Anderson ME (1983). "Glutathione". Annu. Rev. Biochem. 52: 711–60. PMID 6137189. doi:10.1146/annurev.bi.52.070183.003431. 
15. ↑ Wijayanti N, Katz N, Immenschuh S (2004). "Biology of heme in health and disease". Curr. Med. Chem. 11 (8): 981–6. PMID 15078160. doi:10.2174/0929867043455521. 
16. ↑ ^{16,0 16,1 16,2} Sauke, David J.; Metzler, David E.; Metzler, Carol M. (2001). Harcourt/Academic Press - San Diego, ed. Biochemistry: the chemical reactions of living cells (2nd ed.). ISBN 0-12-492540-5. 
17. ↑ Jordan, Frank; Patel, Mulchand S. (2004). Marcel Dekker - New York, N.Y, ed. Thiamine: catalytic mechanisms in normal and disease states. pp. 588. ISBN 0-8247-4062-9. 
18. ↑ Erro no código da cita: Etiqueta <ref> non válida; non se forneceu texto para as referencias de nome Denessiouk