Når en cofaktor mangler:Hvorfor enzymer ikke katalyserer reaktioner

Andy Sotiriou/Photodisc/Getty Images

Enzymer accelererer specifikke kemiske reaktioner, men mange kræver en cofaktor - en ikke-proteinion eller et molekyle - for at udføre deres funktion. Når en cofaktor er fraværende, mister enzymet sin katalytiske evne, hvilket gør reaktionen ineffektiv.

Funktion

En cofaktor er en essentiel ikke-protein-komponent, der gør det muligt for et enzym at katalysere sin reaktion. Fjernelse af cofaktoren standser enzymets aktivitet. For eksempel omdanner kulsyreanhydrase i humant blod vand og kuldioxid til kulsyre; det kræver en zinkion for at binde vand og lette reaktionen. Uden zink bliver kulsyreanhydrase inaktiv.

Typer

Kofaktorer findes i to hovedvarianter:

• Metalioner såsom jern, magnesium og zink.
• Små organiske molekyler som vitamin B12, der ofte fungerer som coenzymer.

Mange vitaminer tjener som enzym-cofaktorer eller prækursorer. Nogle cofaktorer er tæt bundet og bliver integrerede dele af enzymet, kendt som protesegrupper, mens andre binder løst.

Mekanisme

Rollen af en cofaktor afhænger af enzymets katalytiske mekanisme. I kulsyreanhydrase sidder zinkionen i kløften på det aktive sted og tiltrækker et vandmolekyle. Dens positive ladning stabiliserer dannelsen af ​​en hydroxidion, som derefter angriber kuldioxid for at danne kulsyre. Ved at muliggøre tab af en hydrogenion fra vand, driver zink direkte reaktionen.

Applikationer

Forsætlig fjernelse af en cofaktor er en almindelig strategi til at hæmme uønsket enzymatisk aktivitet. I molekylærbiologi chelaterer EDTA magnesiumioner, hvilket gør DNaser inaktive og beskytter ekstraheret DNA. På samme måde retter mange antibiotika sig mod bakterielle enzymer ved at binde eller fortrænge essentielle metalcofaktorer.