Определение кофермента
Коэнзим – это органическое небелковое соединение, которое связывается с ферментом, чтобы катализировать реакцию. Коферменты часто широко называют кофакторами, но они химически разные. Коэнзим не может функционировать в одиночку, но может быть использован повторно несколько раз в сочетании с ферментом.
Функции коферментов
Фермент без кофермента называется апоферментом. Без коферментов или кофакторов ферменты не могут эффективно катализировать реакции. На самом деле, фермент может вообще не функционировать. Если реакции не могут происходить с нормальной каталитической скоростью, тогда организм будет трудно поддерживать жизнь.
Когда фермент приобретает кофермент, он становится голоферментом или активным ферментом. Активные ферменты превращают субстраты в продукты, необходимые организму для выполнения основных функций, будь то химические или физиологические. Коферменты, как и ферменты, могут быть повторно использованы и переработаны без изменения скорости реакции или эффективности. Они прикрепляются к части активный сайт на ферменте, который позволяет каталитической реакции происходить. Когда фермент денатурируется экстремальной температурой или pH, кофермент больше не может прикрепляться к активный сайт.
Типы ферментов
Кофакторы – это молекулы, которые присоединяются к ферменту во время химических реакций. В общем, все соединения, которые помогают ферментам, называются кофакторами. Однако кофакторы можно разделить на три подгруппы в зависимости от химической структуры и функции:
коферментов
Это многоразовые небелковые молекулы, которые содержат углерод (органический). Они слабо связываются с ферментом в активном месте, чтобы помочь катализировать реакции. Большинство из них витамины, производные витаминов или формы из нуклеотидов.
Кофакторы
В отличие от коферментов, настоящие кофакторы – это многоразовые небелковые молекулы, которые не содержат углерода (неорганического). Обычно кофакторами являются ионы металлов, такие как железо, цинк, кобальт и медь, которые слабо связываются с активным центром фермента. Они также должны быть добавлены в рацион, так как большинство организмов не синтезируют ионы металлов естественным путем.
Протезные группы
Это могут быть органические витамины, сахара, липиды или ионы неорганических металлов. Однако, в отличие от коферментов или кофакторов, эти группы очень плотно или ковалентно связываются с ферментом, что способствует катализированию реакций. Эти группы часто используются в клеточное дыхание и фотосинтез.
Примеры коферментов
Большинство организмов не могут вырабатывать коэнзимы в естественных количествах, достаточных для того, чтобы быть эффективными. Вместо этого они вводятся в организм двумя способами:
Витамины
Многие коферменты, хотя и не все, являются витаминами или получены из витаминов. Если потребление витаминов слишком низкое, то в организме не будет коферментов, необходимых для катализа реакций. Водорастворимые витамины, которые включают в себя все комплексные витамины группы В и витамин С, приводят к выработке коферментов. Двумя наиболее важными и широко распространенными витаминно-производными коферментами являются никотинамид-адениндинуклеотид (NAD) и кофермент А.
НАД происходит из витамина В3 и функционирует как один из наиболее важных коферментов в клетка когда превращается в две его альтернативные формы. Когда NAD теряет электрон, образуется низкоэнергетический кофермент NAD +. Когда NAD получает электрон, образуется высокоэнергетический кофермент, называемый NADH.
NAD + прежде всего переносит электроны, необходимые для окислительно-восстановительных реакций, особенно те, которые участвуют в частях цикла лимонной кислоты (TAC). TAC приводит к другим коферментам, таким как АТФ. Если организм имеет дефицит НАД +, то митохондрии становятся менее функциональными и обеспечивают меньше энергии для функций клетки.
Когда NAD + получает электроны через окислительно-восстановительную реакцию, образуется NADH. NADH, часто называемый коферментом 1, выполняет множество функций. На самом деле, он считается коэнзимом номер один в организме человека, потому что он необходим для очень многих разных вещей. Этот кофермент в первую очередь несет электроны для реакций и производит энергию из пищи. Например, цепь переноса электронов можно начать только с доставки электронов из НАДН. Недостаток NADH вызывает дефицит энергии в клетках, что приводит к широко распространенной усталости. Кроме того, этот кофермент признан самым мощным биологическим антиоксидант для защиты клеток от вредных или вредных веществ.
Коэнзим А, также известный как ацетил-КоА, естественно происходит из витамина В5. Этот кофермент имеет несколько различных функций. Во-первых, он отвечает за начало производства жирных кислот в клетках. Жирные кислоты сформировать фосфолипид бислой, который включает в себя клеточная мембрана особенность, необходимая для жизни. Коэнзим А также инициирует цикл лимонной кислоты, что приводит к выработке АТФ.
Non-витамины
Невитаминные коферменты обычно помогают в химическом переносе ферментов. Они обеспечивают физиологические функции, такие как кровь свертывание и обмен веществ, происходят в организме. Эти коферменты могут быть получены из нуклеотидов, таких как аденозин, урацил, гуанин или инозин.
Аденозинтрифосфат (АТФ) является примером незаменимого не витаминного кофермента. На самом деле, это наиболее широко распространенный кофермент в организме человека. Он транспортирует вещества и поставляет энергию, необходимую для необходимых химических реакций и мускул сокращение. Для этого АТФ переносит и фосфат, и энергию в различные места внутри клетки. Когда фосфат удаляется, энергия также высвобождается. Этот процесс является результатом цепи переноса электронов. Без АТФ кофермента было бы мало энергии на клеточном уровне, и нормальные жизненные функции не могли бы возникнуть.
Вот пример цепи переноса электронов. Полученный из витаминов коэнзим NADH начинает процесс доставки электронов. АТФ является конечным полученным продуктом:
- катализировать – вызвать или ускорить реакцию.
- энзим – Белок, который катализирует химические реакции в организме.
- Активный сайт – Область на ферменте, где субстраты связываются во время реакции.
- подложка – Вещество, на которое действует фермент, чтобы сделать новый продукт.
викторина
1. Зачем нужны коферменты?A. Они катализируют реакции в организмеB. Они прикрепляются к ферменту, который катализирует реакциюC. Они делают витамины и нуклеотидыD. Они останавливают ненужные реакции
Ответ на вопрос № 1
В верно. Коферменты не могут функционировать, если они не присоединены к ферменту.
2. Коэнзим – это белок.A. ПравдаB. Ложь
Ответ на вопрос № 2
Ложь. Коэнзимы – это небелковые молекулы, которые связываются с ферментом.
3. Коэнзимы могут быть какие из следующих?A. Повторно использованный и переработанный в организмеB. Используется только один раз в реакцииC. Ионы металловD. Молекулы тесно связаны с ферментом
Ответ на вопрос № 3
верно. Коферменты свободно присоединяются к ферментам, поэтому после реакции они могут вырваться на свободу и быть использованы снова.