A katalitikus aktivitás megvalósításához szükséges enzimek többségéhez segédelemekre – kofaktorokra – van szükség. Ezek az anyagok nem fehérje jellegűek, és nem mindig képezik az enzimmolekula szerkezeti részét. A fehérje és egy kofaktor funkcionális komplexét holoenzimnek nevezzük, és csak a fehérje részét nevezzük apoenzimnek. Az olyan kofaktort, amely tartósan egy enzim része, és kovalens kötésekkel kapcsolódik hozzá, protéziscsoportnak nevezzük.
Tágabb értelemben a kofaktor egy további csoport bármely komplex fehérjében, amely azt funkcionális állapotban tartja. Az enzimfehérjékben a kofaktorok közvetlenül részt vehetnek a katalízis reakciójában.
A kofaktorok jellemzői és típusai
A kofaktorok kis molekulatömegű anyagok, amelyek kémiailag két nagy csoportra oszthatók:
- kétértékű fémek (cink, magnézium,kálium, réz, mangán, vas stb.);
- koenzimek – szerves, nem fehérjevegyületek.
A koenzimeket viszont vitaminokra osztják származékaikkal és nem vitamin jellegű vegyületekkel. Ez utóbbiak a következők:
- UDP-glükóz;
- nukleotidok;
- metaloporfirinek;
- FAD, OVER+, NADP+;
- glutation;
- ubikinon;
- S-adenozil-metionin.
A kofaktorok erős kovalens és gyenge kötéseket is képezhetnek az enzimekkel. Egyes csoportok olyan erősen kölcsönhatásba lépnek a polipeptid résszel, hogy még kémiailag is nehéz elkülöníteni őket.
Nehézségek a "kofaktor" és a "koenzim" fogalmának meghatározásában
Szűk értelemben a kofaktorok fémionok, a koenzimek pedig szerves természetű csoportok. Ha ezeket az elemeket funkcionális jelentőségük szempontjából vizsgáljuk, akkor a kofaktor nem vesz részt a katalízis reakciójában, így nem koenzim. Általános értelmezésben a koenzim a kofaktor speciális esete.
Az ilyen sokféle értelmezés annak a ténynek köszönhető, hogy a modern biokémiában ezek a kifejezések kétértelmű fogalmak, amelyeknek nincs egyetemes definíciója.
A kofaktorok biológiai szerepe
Az enzimkofaktorok számos funkciót képesek ellátni, többek között:
- részvétel a harmadlagos és kvaterner konformációk kialakításában és stabilizálásában;
- a hordozó vagy a katalitikus központ stabilizálása, biztosítvakomplementaritás közöttük;
- részvétel a katalízisben kiegészítő szubsztrátként;
- enzimatikus aktivitás szabályozása;
- redox reakciókban való részvétel.
A hatásmechanizmustól és a kofaktor kémiai természetétől függetlenül, hiányában az enzim nem képes katalitikus aktivitásra. Létezik azonban az enzimek egy kis csoportja, amelyek működése nincs összefüggésben a kofaktorokkal.
