La majoria dels enzims per a la implementació de l'activitat catalítica necessiten elements auxiliars: cofactors. Aquestes substàncies són de naturalesa no proteica i no sempre formen part estructural de la molècula enzimàtica. El complex funcional d'una proteïna i un cofactor s'anomena holoenzim, i només la part proteica s'anomena apoenzim. Un cofactor que forma part permanentment d'un enzim i s'hi lliga mitjançant enllaços covalents s'anomena grup prostètic.
En un sentit més ampli, un cofactor és un grup addicional de qualsevol proteïna complexa que la manté en un estat funcional. A les proteïnes enzimàtiques, els cofactors poden estar directament implicats en la reacció de catàlisi.
Característiques i tipus de cofactors
Els cofactors són substàncies de baix pes molecular que es divideixen químicament en dos grans grups:
- ions de metalls divalents (zinc, magnesi,potassi, coure, manganès, ferro, etc.);
- coenzims: compostos orgànics no proteics.
Al seu torn, els coenzims es divideixen en vitamines amb els seus derivats i compostos de naturalesa no vitamínica. Aquests últims inclouen:
- UDP-glucosa;
- nucleòtids;
- metaloporfirines;
- FAD, OVER+, NADP+;
- glutatió;
- ubiquinona;
- S-adenosilmetionina.
Els cofactors poden formar enllaços covalents forts i febles amb els enzims. Alguns grups interaccionen amb la part polipeptídica tan fortament que és difícil separar-los fins i tot químicament.
Dificultats per definir els conceptes de "cofactor" i "coenzim"
En un sentit estricte, els cofactors són ions metàl·lics i els coenzims són grups de naturalesa orgànica. Si considerem aquests elements des del punt de vista de la seva importància funcional, aleshores el cofactor no participa en la reacció de catàlisi i, per tant, no és un coenzim. En una interpretació generalitzada, un coenzim és un cas especial de cofactor.
Aquest nombre d'interpretacions es deu al fet que en la bioquímica moderna aquests termes són conceptes ambigus que no tenen una definició universal.
El paper biològic dels cofactors
Els cofactors enzimàtics poden realitzar una varietat de funcions, com ara:
- participació en la formació i estabilització de conformacions terciàries i quaternàries;
- estabilització del substrat o centre catalític, assegurantcomplementarietat entre ells;
- participació en la catàlisi com a substrat addicional;
- regulació de l'activitat enzimàtica;
- participació en reaccions redox.
Independentment del mecanisme d'acció i de la naturalesa química del cofactor, en la seva absència, l'enzim no pot dur a terme activitat catalítica. Tanmateix, hi ha un petit grup d'enzims el funcionament dels quals no està relacionat amb els cofactors.
