La mayoría de las enzimas para la implementación de la actividad catalítica necesitan elementos auxiliares - cofactores. Estas sustancias son de naturaleza no proteica y no siempre son una parte estructural de la molécula de la enzima. El complejo funcional de una proteína y un cofactor se denomina holoenzima, y solo la parte proteica se denomina apoenzima. Un cofactor que es parte permanente de una enzima y está unido a ella por enlaces covalentes se denomina grupo prostético.
En un sentido más amplio, un cofactor es un grupo adicional en cualquier proteína compleja que la mantiene en un estado funcional. En las proteínas enzimáticas, los cofactores pueden participar directamente en la reacción de catálisis.
Características y tipos de cofactores
Los cofactores son sustancias de bajo peso molecular que se dividen químicamente en 2 grandes grupos:
- iones de metales divalentes (zinc, magnesio,potasio, cobre, manganeso, hierro, etc.);
- coenzimas - compuestos orgánicos no proteicos.
A su vez, las coenzimas se dividen en vitaminas con sus derivados y compuestos de naturaleza no vitamínica. Estos últimos incluyen:
- UDP-glucosa;
- nucleótidos;
- metaloporfirinas;
- FAD, SOBRE+, NADP+;
- glutatión;
- ubiquinona;
- S-adenosilmetionina.
Los cofactores pueden formar enlaces tanto covalentes fuertes como débiles con las enzimas. Algunos grupos interactúan con la parte polipeptídica con tanta fuerza que es difícil separarlos incluso químicamente.
Dificultades para definir los conceptos de "cofactor" y "coenzima"
En sentido estricto, los cofactores son iones metálicos y las coenzimas son grupos de naturaleza orgánica. Si consideramos estos elementos desde el punto de vista de su significado funcional, entonces el cofactor no participa en la reacción de catálisis y, por lo tanto, no es una coenzima. En una interpretación generalizada, una coenzima es un caso especial de cofactor.
Tal cantidad de interpretaciones se debe al hecho de que en la bioquímica moderna estos términos son conceptos ambiguos que no tienen una definición universal.
El papel biológico de los cofactores
Los cofactores enzimáticos pueden realizar una variedad de funciones, que incluyen:
- participación en la formación y estabilización de conformaciones terciarias y cuaternarias;
- estabilización del sustrato o centro catalítico, asegurandocomplementariedad entre ellos;
- participación en catálisis como sustrato adicional;
- regulación de la actividad enzimática;
- participación en reacciones redox.
Independientemente del mecanismo de acción y la naturaleza química del cofactor, en su ausencia, la enzima no puede llevar a cabo la actividad catalítica. Sin embargo, existe un pequeño grupo de enzimas cuyo funcionamiento no está relacionado con los cofactores.
