Велика частина ферментів для здійснення каталітичної активності потребує допоміжних елементах — кофакторах. Ці речовини мають небелковую природу і не завжди є структурною частиною молекули ензиму. Функціональний комплекс білка і кофактора називають холоферментом, а тільки білкову частину — апоферментом. Кофактор, який постійно входить в склад ферменту і з’єднаний з ним ковалентными зв’язками, називають простетичною групою.
У більш широкому значенні кофактор — це додаткова група у складі будь-якого складного білка, що підтримує його у функціональному стані. У білків-ензимів кофакторы можуть брати безпосередню участь в реакції каталізу.
Характеристика і види кофакторів
Кофакторы — це низькомолекулярні речовини, які за хімічною природою поділяються на 2 великі групи:
- іони двовалентних металів (цинк, магній, калій, мідь, марганець, залізо тощо);
- коферменти — органічні небелковые з’єднання.
У свою чергу, коферменти підрозділяють на вітаміни з їх похідними і з’єднання невитаминной природи. До останніх відносять:
- УДФ-глюкозу;
- нуклеотиди;
- металлопорфирины;
- ФАД, НАД+, НАДФ+;
- глутатіон;
- убіхінон;
- S-аденозилметионин.
Кофакторы можуть утворювати з ферментами як сильні ковалентні, так і слабкі зв’язки. Деякі групи взаємодіють з поліпептидного частиною настільки міцно, що їх важко відокремити навіть хімічним шляхом.
Складності у визначенні понять “кофактор” і “кофермент”
У вузькому сенсі кофакторы — це іони металів, а коферменти — групи органічної природи. Якщо розглядати ці елементи з точки зору їх функціонального значення, то кофактор не бере участь в реакції каталізу, а значить, не є коферментом. В узагальненій інтерпретації кофермент являє собою окремий випадок кофактора.
Така кількість трактувань пов’язано з тим, що в сучасній біохімії ці терміни являють собою двозначні поняття, що не мають універсального визначення.
Біологічна роль кофакторів
Кофакторы ферментів можуть виконувати різні функції, включаючи:
- участь в освіті і стабілізації третинної і четвертинної конформацій;
- стабілізація субстрату або каталітичного центру, забезпечення комплементарності між ними;
- участь у каталізі в якості додаткового субстрату;
- регуляція ферментативної активності;
- участь в реакціях окислення-відновлення.
Незалежно від механізму дії і хімічної природи кофактора, при його відсутності ензим не може здійснювати каталітичну активність. Проте є невелика група ферментів, функціонування яких з кофакторами не пов’язано.
