Hvilken rolle spiller vitaminer i enzymaktivitet?

Vitaminer er essentielle forbindelser, der skal erhverves gennem kosten, fordi kroppen ikke kan syntetisere dem. En af grundene til, at vitaminer er nødvendige, er, fordi de spiller en indirekte rolle i katalyse, hvor enzymer fremskynder kemiske reaktioner. Men de fleste vitaminer kan ikke hjælpe enzymer alene. For at kunne deltage i katalytiske reaktioner, skal de fleste vitaminer ændre sig til coenzymer, der er små "co-pilot" molekyler, der parrer sammen med enzymer. Disse coenzymer er yderst nyttige, fordi de forbliver ens efter katalyse, så de genbruges og genanvendes flere gange.

De fleste vitaminer skal omdannes til coenzymer, før de kan parre op med enzymer. Disse ændringer tilføjer små funktionelle grupper som fosfater til vitaminstrukturen, eller de involverer reduktionsoxidation eller redox, reaktioner, hvor elektroner enten tilsættes eller fjernes. For eksempel har vitamin B2 at gribe og binde til en phosphatgruppe, PO3-, for at danne coenzym FMN. Folat er et vitamin, der går gennem en redox reaktion og reducerer to af dets bindinger ved at få elektroner, og det får fire hydrogener til dannelse af coenzymet THF.

Coenzymreaktionsmekanismer

Coenzym hjælper enzymer ved at overføre elektroner i redox reaktioner eller tilføje funktionelle grupper til substrater, som omdannes til det endelige produkt af enzymet. De funktionelle grupper, som koenzymer tilsættes til substratet, er forholdsvis små: coenzym-PLP tilføjer en amingruppe, -NH2, for eksempel. Coenzymerne udfører også redox reaktioner. De tager enten elektroner fra substratet eller giver elektroner til det. Disse reaktioner er reversible og afhænger af koncentrationerne af både oxiderede og reducerede former af coenzym. Jo mere oxiderede coenzymer er, jo mere reduktion vil der være og omvendt.

Coenzym og metabolisme

Coenzymer udfører temmelig enkle kemiske reaktioner, men disse reaktioner har stor indflydelse på metaboliske funktioner . K-vitamin forhindrer blodkoagulering ved at fremskynde syntesen af ​​gamma-carboxyglutamat, et molekyle, som binder til fritflydende calciumioner. Der er meget mindre calciumopbygning i arterierne og en lavere risiko for hjertesygdomme. Energi opbevares også i coenzymer under cellulær respiration, hvor cellerne får energi fra at nedbryde mad. Denne energi frigives senere ved oxidation af de lagrede coenzymer.

Genbrugscozymer

Et af de primære egenskaber ved et coenzym er, at det ikke permanent ændres ved katalyse. Eventuelle ændringer i koenzymets struktur er vendt, inden den genbruges. Coenzymer, der deltager i redox reaktioner, som FAD og NAD +, konverteres tilbage til deres tidligere form ved at miste elektroner. Ikke alle coenzymer ændres hurtigt tilbage, især coenzymer, som overfører funktionelle grupper. For eksempel binder THF til en CH2-gruppe og omdannes til DHF, efter at reaktionen er afsluttet. DHF reduceres til THF, og enzymet genbruges.