Většina enzymů pro realizaci katalytické aktivity potřebuje pomocné prvky - kofaktory. Tyto látky jsou nebílkovinné povahy a nejsou vždy strukturální součástí molekuly enzymu. Funkční komplex proteinu a kofaktoru se nazývá holoenzym a pouze proteinová část se nazývá apoenzym. Kofaktor, který je trvale součástí enzymu a je s ním spojen kovalentními vazbami, se nazývá protetická skupina.
V širším slova smyslu je kofaktor další skupina v jakémkoli komplexním proteinu, která jej udržuje ve funkčním stavu. V enzymových proteinech mohou být kofaktory přímo zapojeny do katalyzační reakce.
Charakteristiky a typy kofaktorů
Kofaktory jsou nízkomolekulární látky, které se chemicky dělí do 2 velkých skupin:
- ionty dvojmocných kovů (zinek, hořčík,draslík, měď, mangan, železo atd.);
- koenzymy – organické neproteinové sloučeniny.
Koenzymy se zase dělí na vitamíny s jejich deriváty a sloučeniny nevitamínové povahy. Mezi poslední patří:
- UDP-glukóza;
- nukleotidy;
- metalloporfyriny;
- FAD, OVER+, NADP+;
- glutathion;
- ubiquinone;
- S-adenosylmethionin.
Kofaktory mohou s enzymy vytvářet silné kovalentní i slabé vazby. Některé skupiny interagují s polypeptidovou částí tak silně, že je obtížné je oddělit i chemicky.
Potíže s definováním pojmů „kofaktor“a „koenzym“
V užším smyslu jsou kofaktory kovové ionty a koenzymy jsou skupiny organické povahy. Uvažujeme-li tyto prvky z hlediska jejich funkčního významu, pak se kofaktor neúčastní katalyzační reakce, a není tedy koenzymem. V obecné interpretaci je koenzym speciálním případem kofaktoru.
Takový počet interpretací je způsoben tím, že v moderní biochemii jsou tyto termíny nejednoznačnými pojmy, které nemají univerzální definici.
Biologická role kofaktorů
Kofaktory enzymu mohou vykonávat různé funkce, včetně:
- účast na utváření a stabilizaci terciárních a kvartérních konformací;
- stabilizace substrátu nebo katalytického centra, zajištěníkomplementarita mezi nimi;
- účast na katalýze jako další substrát;
- regulace enzymatické aktivity;
- účast na redoxních reakcích.
Bez ohledu na mechanismus účinku a chemickou povahu kofaktoru nemůže enzym v jeho nepřítomnosti vykonávat katalytickou aktivitu. Existuje však malá skupina enzymů, jejichž fungování nesouvisí s kofaktory.
