Koenzymy
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
1. Vznik komplexu 1
2. Regenerace substrátu + přenos x na koenzym
3. Vznik komplexu 2
4. Regenerace koenzymu + vznik produktu
Disociovatelné koenzymy
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
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.
Působení koenzymů
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
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
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
Koenzymy jsou důležité pro funkce především enzymů, které katalyzují oxidačně redukční děje (oxidoreduktáz), nebo enzymů katalyzujících přenos skupin (transferáz).
Koenzymy oxidoreduktáz
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
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
| 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
Související články
Použitá literatura
- 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]
