Hvordan ville manglen på en cofaktor for et enzym påvirke enzymets funktion?

Enzymer er proteiner, som katalyserer eller fremskynder specifikke kemiske reaktioner, så de går hurtigere, end de ville uden katalysatoren. Nogle enzymer kræver tilstedeværelsen af ​​et yderligere molekyle eller metalion kaldet en cofactor, før de kan arbejde deres magi. Uden denne cofactor er enzymet ikke længere i stand til at katalysere reaktionen.

Funktion

Efter definition er en cofactor et nonprotein ion eller molekyle, der kræves af enzymet til dets funktion. Hvis cofaktoren fjernes, vil enzymet ikke kunne udføre sit arbejde og vil ikke længere fungere som katalysator. Dit blod indeholder for eksempel et enzym kaldet carbonanhydrase, der katalyserer reaktionen mellem vand og carbondioxid til dannelse af kulsyre. Carbonanhydrase kræver en zinkion som en cofaktor. Hvis der ikke er noget zink, virker enzymet ikke.

Typer

Cofaktorer kan være positivt ladede metalioner, såsom jern, magnesium og zink, eller de kan være små carbonbaserede molekyler som vitamin B12. Små molekylkofaktorer kaldes undertiden coenzymer. Mange af de vitaminer, du har brug for i din kost, virker som enzymkofaktorer eller precursorer til enzymkofaktorer. Nogle enzymer binder deres kofaktorer meget tæt, således at kofaktoren i grunden er en del af enzymet; i disse tilfælde kaldes cofaktoren undertiden en protesgruppe. For andre enzymer er cofaktoren kun løst bundet eller forbundet.

Mechanism

Den præcise rolle, som en cofactor spiller i en enzymatisk reaktion afhænger af enzymet. Hvert enzym har sin egen reaktionsmekanisme, en sekvens af kemiske trin, gennem hvilke reaktionen den katalyserer foregår, og cofaktorens rolle er specifik for den mekanisme. Med kulsyreanhydrase er zinkionen f.eks. Fast i et spalt i proteinet kaldet det aktive sted. Da det er positivt ladet og elektron-fattigt, kan det danne en binding med et passerende vandmolekyle, der gør det muligt for vandmolekylet at miste en hydrogenion, så det bliver en hydroxidion, OH-. Denne hydroxidion kan nu angribe carbonatomet i et molekyle af carbondioxid til dannelse af kulsyre. Ved at binde vandmolekylet og gøre det muligt at miste en hydrogenion, har zinkionen hjulpet enzymet til at lette reaktionen.

Applikationer

At fratage et enzym af dets cofactor er nogle gange en god måde at stop enzymet fra at katalysere en uønsket reaktion. Når studerende eller videnskabsfolk ekstraherer DNA, vil de for eksempel sikre, at DNA'et ikke hugges op af enzymer kaldet DNAses. Tilsætning af EDTA til reaktionsblandingen forhindrer DNA'er i at arbejde, fordi EDTA griber ind på magnesiumioner og binder dem i opløsningen; magnesium er en cofactor, som DNAses kræver for at fungere.