Koenzymy

Z WikiSkript

Koenzym (kofaktor) je nízkomolekulární neproteinová struktura připojená k proteinovému řetězci enzymu. Koenzymy mají důležitou roli v přenosu atomů vodíku, elektronů nebo skupin atomů v průběhu enzymově katalyzované reakce. Podle způsobu vazby k bílkovinné části enzymu rozlišujeme:

  • disociovatelné koenzymy,
  • prostetické skupiny.
Funkce koenzymů
1. Vznik komplexu 1
2. Regenerace substrátu + přenos x na koenzym
3. Vznik komplexu 2
4. Regenerace koenzymu + vznik produktu
Funkce prostetických skupin

Disociovatelné koenzymy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Jsou udržované v kontaktu s enzymem nekovalentní interakcí. Mohou se snadno oddělit od molekuly původního enzymu a navázat se i na jiný. Patří sem například NAD+ nebo NADP+.

Prostetické skupiny[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Jsou struktury pevně vázané k enzymu převážně kovalentními vazbami. Charakter této vazby dělá z prostetické skupiny stabilní součást enzymu. Patří sem například FMN, FAD a kyselina lipoová.

Struktura NADPH

Působení koenzymů[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Je podmíněno dvěma reakcemi. V průběhu těchto dvou reakcí jednak dojde ke katalýze reakce, jednak k současné regeneraci koenzymu. Jak již bylo výše zmíněno, rozlišujeme dva typy koenzymů.

Tyto dva druhy koenzymů se liší způsobem jejich regenerace.

Katalýza a regenerace disociovatelných koenzymů[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Nejdříve přijímá disociovatelný koenzym K, navázaný na apoenzym E1 , přenášenou skupinu X od substrátu S1. Dále se komplex K−X naváže na druhý apoenzym E2 a předává v této formě přenášenou skupinu X na produkt S2. Zároveň se regeneruje koenzym K

Katalýza a regenerace prostetických skupin[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Průběh reakce u prostetických skupin je kvůli jejich pevné vazbě k apoenzymu odlišný. Hlavní rozdíl je v tom, že katalýzy obou reakcí se účastní pouze jeden apoenzym.

Funkce koenzymů[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Koenzymy jsou důležité pro funkce především enzymů, které katalyzují oxidačně redukční děje (oxidoreduktáz), nebo enzymů katalyzujících přenos skupin (transferáz).

Koenzymy oxidoreduktáz[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Searchtool right.svg Podrobnější informace naleznete na stránce Oxidoredukční enzymy.

Tyto koenzymy se podílejí na přenosu atomu vodíku nebo elektronů.

Koenzym Poznámka
NAD+ přenos redukčních ekvivalentů (hydridových iontů: 2 e-, 1 H+) z katabolických dějů do dýchacího řetězce
NADPH redukční činidlo biosyntetických procesů, vzniká především v pentózovém cyklu
FMN přenos redukčních ekvivalentů (2 e-, 2 H+) pomocí dusíkových atomů
FAD přenos redukčních ekvivalentů (2 e-, 2 H+) pomocí dusíkových atomů
Koenzym Q (ubichinon) součást mitochondriálního dýchacího řetězce
Kyselina lipoová vázána amidovou vazbou na postranní řetězec lysinu (označuje se pak jako liponamid), obsahuje intramolekulární disulfidovou vazbu, která působí oxidoredukčně a při redukci přechází na dithiol
Hem přenáší jen elektrony, např. mitochondriální cytochromy dýchacího řetězce, cytochrom P450
Glutathion antioxidant v erytrocytech, obsahuje redoxně aktivní intramolekulární disulfidovou vazbu – obdobně jako kyselina lipoová
Kyselina L-askorbová koenzym monoxygenáz a dioxygenáz, podíl na hydroxylaci prolinových a lysinových zbytků při syntéze kolagenu, syntéze katecholaminů a žlučových kyselin
Tetrahydrobiopterin (BH4, THB) koenzym účastnící se hydroxylace tyrosinu, fenylalaninu, tryptofanu atd.

Koenzymy transferáz[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Tyto koenzymy umožňují přenos skupin.

Koenzym Poznámka
Nukleosidtrifosfáty: ATP, GTP, UTP, CTP přenášejí většinou zbytek kyseliny fosforečné, součástí kináz
Koenzym A obsahuje -SH skupinu, na kterou může thioesterovou vazbou navázat zbytek karboxylové kyseliny, např. acetylkoenzym A
Tetrahydrofolát (THF) přenáší jednouhlíkaté zbytky (methyl, formyl, methylen)
Pyridoxalfosfát (PLP) koenzym důležitý pro metabolismus AMK (transaminace, dekarboxylace)
Fosfoadenosinfosfosulfát (PAPS) přenáší sulfát
S-adenosylmethionin (SAM) přenáší methyl např. při přeměně noradrenalinu na adrenalin nebo při syntéze kreatinu, metylace DNA
Kobalaminy koenzymy methyltransferáz – např. methylace homocysteinu na methionin

Koenzymy karboxylačních a dekarboxylačních reakcí[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Koenzym Poznámka
Pyridoxalfosfát (PLP) koenzym důležitý pro metabolismus AMK (transaminace, dekarboxylace)
Kyselina lipoová vázána amidovou vazbou na postranní řetězec lysinu příslušného apoenzymu → liponamid, který se účastní oxidativní dekarboxylace 2-oxokyselin
Thiamindifosfát (TPP) koenzym oxidativní dekarboxylace 2-oxokyselin a transketolasy
Biotin koenzym všech karboxyláz, reaguje s bikarbonátem (HCO3-) na karboxybiotin, který přenáší CO2 na jiné molekuly a vytváří tak v nich karboxylové skupiny (COOH) – příkladem může být syntéza malonyl-CoA z acetyl-CoA nebo oxalacetátu z pyruvátu

Odkazy[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Související články[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

Použitá literatura[✎ upravit | ☲ editovat zdroj]

  • MATOUŠ, Bohuslav, et al. Základy lékařské chemie a biochemie. 1. vydání. Praha : Galén, 2010. 540 s. ISBN 978-80-7262-702-8.
  • KOOLMAN, Jan a Klaus-Heinrich RÖHM. Barevný atlas biochemie. 1. vydání. Praha : Grada, 2012. 512 s. ISBN 978-80-247-2977-0.
  • MASOPUSTOVÁ, Nina, NÁDĚJOVÁ, Barbora. Koenzymy.
  • Wikipedia: the free encyclopedia [online]