Väčšina enzýmov na realizáciu katalytickej aktivity potrebuje pomocné prvky - kofaktory. Tieto látky sú nebielkovinovej povahy a nie sú vždy štrukturálnou súčasťou molekuly enzýmu. Funkčný komplex proteínu a kofaktora sa nazýva holoenzým a len proteínová časť sa nazýva apoenzým. Kofaktor, ktorý je trvalo súčasťou enzýmu a je s ním spojený kovalentnými väzbami, sa nazýva protetická skupina.
V širšom zmysle je kofaktor ďalšou skupinou v akomkoľvek komplexnom proteíne, ktorý ho udržuje vo funkčnom stave. V enzýmových proteínoch sa kofaktory môžu priamo podieľať na katalytickej reakcii.
Charakteristiky a typy kofaktorov
Kofaktory sú látky s nízkou molekulovou hmotnosťou, ktoré sú chemicky rozdelené do 2 veľkých skupín:
- ióny dvojmocných kovov (zinok, horčík,draslík, meď, mangán, železo atď.);
- koenzýmy – organické neproteínové zlúčeniny.
Koenzýmy sa zase delia na vitamíny s ich derivátmi a zlúčeniny nevitamínovej povahy. Medzi posledné patria:
- UDP-glukóza;
- nukleotidy;
- metaloporfyríny;
- FAD, OVER+, NADP+;
- glutathion;
- ubiquinone;
- S-adenosylmetionín.
Kofaktory môžu vytvárať silné kovalentné aj slabé väzby s enzýmami. Niektoré skupiny interagujú s polypeptidovou časťou tak silno, že je ťažké ich oddeliť aj chemicky.
Ťažkosti pri definovaní pojmov „kofaktor“a „koenzým“
V užšom zmysle sú kofaktory ióny kovov a koenzýmy sú skupiny organickej povahy. Ak vezmeme do úvahy tieto prvky z hľadiska ich funkčného významu, potom sa kofaktor nezúčastňuje katalyzačnej reakcie, a preto nie je koenzýmom. Vo všeobecnej interpretácii je koenzým špeciálnym prípadom kofaktora.
Takýto počet interpretácií je spôsobený tým, že v modernej biochémii sú tieto pojmy nejednoznačnými pojmami, ktoré nemajú univerzálnu definíciu.
Biologická úloha kofaktorov
Kofaktory enzýmov môžu vykonávať rôzne funkcie vrátane:
- účasť na tvorbe a stabilizácii terciárnych a kvartérnych konformácií;
- stabilizácia substrátu alebo katalytického centra, zabezpečeniekomplementárnosť medzi nimi;
- účasť na katalýze ako ďalší substrát;
- regulácia enzymatickej aktivity;
- účasť na redoxných reakciách.
Bez ohľadu na mechanizmus účinku a chemickú povahu kofaktora, v jeho neprítomnosti enzým nemôže vykonávať katalytickú aktivitu. Existuje však malá skupina enzýmov, ktorých fungovanie nesúvisí s kofaktormi.
