Небелковый компонент фермента
Химическое соединение, которое прочно или слабо связано с белковой частью фермента и участвует в переносе электронов, атомов или функциональных групп во время химической реакции. Без кофактора фермент является биологически неактивным.
Близкие слова
- простетическая группаТермин применяется только для кофакторов, прочно связанных с ферментом.
- косубстратТермин применяется только для кофакторов, слабо связанных с ферментом и легко диссоциирующих.
Ионы магния выступают кофакторами для многих киназ, стабилизируя АТФ в активном центре.
Дефицит витамина B12 приводит к нарушению синтеза кофермента метилкобаламина, что влияет на кроветворение.
Различие между кофакторами и коферментами
В научной литературе термин «кофактор» часто используется как общий зонтичный термин, но важно различать его подкатегории. Кофакторы-ионы — это неорганические частицы (чаще всего металлы: железо, медь, цинк, марганец), которые координируют субстрат или участвуют в переносе заряда. Они обычно связываются с ферментом прочно.
Коферменты — это органические небелковые молекулы. Многие из них являются производными водорастворимых витаминов (например, НАД⁺ из ниацина, ФАД из рибофлавина). Коферменты часто связываются с ферментом слабо и могут диссоциировать после реакции, выполняя роль переносчиков химических групп. В строгом смысле кофермент — это вид кофактора.
Апофермент, холофермент и активный центр
Для понимания роли кофакторов необходимо знать терминологию структуры фермента. Белковая часть без небелкового компонента называется апоферментом; она обычно неактивна. Апофермент плюс кофактор образуют холофермент — полностью функциональную единицу.
Кофакторы часто локализованы в активном центре фермента, где происходит связывание субстрата и катализ. Например, в гемсодержащих ферментах (цитохромы) ион железа входит в состав гема, который является кофактором, необходимым для переноса электронов.
Значение в медицине и питании
Поскольку многие коферменты синтезируются из витаминов, недостаточное потребление этих микронутриентов напрямую влияет на метаболизм. Гиповитаминозы (нехватка витаминов группы B, C) часто проявляются как ферментопатии вторичного типа, когда синтез самих ферментов идет нормально, но им не хватает кофакторов для работы.
В фармакологии также существуют препараты-ингибиторы, которые блокируют связывание кофактора с ферментом, что используется в терапии различных заболеваний, включая онкологические и аутоиммунные.