Кофактор

Кофактор — небольшое небелковое (и не производное от аминокислот) соединение (чаще всего ион металла), которое присоединяется к функциональному участку белка и участвует в его биологической деятельности^[1]. Такие белки обычно являются ферментами, поэтому кофакторы называют «молекулами-помощниками», которые участвуют в биохимических превращениях.

Термин "кофермент" был введён в начале XX века и обозначал часть некоторых ферментов, которая легко отделялась от белковой молекулы фермента и удалялась через полупроницаемую мембрану при диализе. Кофакторы классифицируются на неорганические ионы и комплексные органические молекулы, называемые коферментами. Последние обычно являются производными от витаминов. Кофактор, который прочно связан с белком (например, ковалентно), называют простетической группой^[2].

Неактивный фермент без кофактора называют апоферментом, а фермент вкупе с кофактором — холоферментом^[3].

Только в комплексе с кофактором фермент приобретает свои активные свойства и способен участвовать в реакциях.

Неорганические кофакторы

Ионы металлов

Часто кофакторами являются ионы металлов. Поэтому в небольших количествах они должны поступать в организм с пищей. Для человека список основных металлов включает железо, марганец, магний, кобальт, медь, цинк, молибден^[4]. Хотя дефицит хрома и вызывает нарушение толерантности к глюкозе, не было найдено ни одного фермента, использующего хром как кофактор^[5]^[6]. Ещё одним жизненно необходимым элементом для человека является кальций, но кальций связывается с ферментами не в виде иона, а как белок кальмодулин^[7].

Ион	Примеры ферментов, содержащих этот ион
меди	Цитохром с-оксидаза
железа	Каталаза Цитохромы (через Гем) Нитрогеназа Гидрогеназа
магния	Глюкозо-6-фосфатаза Гексокиназа ДНК-полимераза
марганца	Аргиназа
молибдена	Нитратредуктаза Нитрогеназа
никеля	Уреаза
цинк	Алкогольдегидрогеназа ДНК-полимераза

Простой кластер [Fe₂S₂] содержащий два атома железа и два атома серы, координируется четырьмя лигандами белками.

Железосерные кластеры

Железосерные кластеры — это комплексы железа и серы, связанные с белками. Они играют важную роль в транспорте электронов, окислительно-восстановительных реакциях, и как структурные блоки^[8].

Органические кофакторы

Органические кофакторы или Коферменты — вещества, предшественниками которых являются витамины. Коферменты резко специфичны к определенным реакциям, т.к. имеют определенную структуру. К коферментам относятся биотин (витамин Н), ацетил-S-КоА (пантотеновая кислота), никотинамидные коферменты (ниацин) и др.^[9]

Примечания

↑ Gregory A. Petsko, Petsko, Dagmar Ringe, Ringe. Protein Structure and Function (англ.). — New Science Press, 2004. — P. 175. — 220 p. — ISBN 9781405119221.
↑ Нельсон Д., Кокс М. Основы биохимии Ленинджера: в 3 т. Т. 1. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. — С. 271. — 694 с. — ISBN 978-5-94774-364-4.
↑ Sauke, David J.; Metzler, David E.; Metzler, Carol M. Biochemistry: the chemical reactions of living cells (англ.). — 2nd. — San Diego: Harcourt/Academic Press, 2001. — ISBN 0-12-492540-5.
↑ Aggett P.J. Physiology and metabolism of essential trace elements: an outline (англ.) // Clin Endocrinol Metab^[англ.] : journal. — 1985. — Vol. 14, no. 3. — P. 513—543. — doi:10.1016/S0300-595X(85)80005-0. — PMID 3905079.
↑ Stearns D.M. Is chromium a trace essential metal? (неопр.) // BioFactors. — 2000. — Т. 11, № 3. — С. 149—162. — doi:10.1002/biof.5520110301. — PMID 10875302.
↑ Vincent J.B. The biochemistry of chromium (англ.) // J. Nutr.^[англ.] : journal. — 2000. — 1 April (vol. 130, no. 4). — P. 715—718. — PMID 10736319. Архивировано 12 марта 2020 года.
↑ Clapham D.E. Calcium signaling (англ.) // Cell. — Cell Press, 2007. — Vol. 131, no. 6. — P. 1047—1058. — doi:10.1016/j.cell.2007.11.028. — PMID 18083096.
↑ Meyer J. Iron-sulfur protein folds, iron-sulfur chemistry, and evolution (англ.) // J. Biol. Inorg. Chem.^[англ.] : journal. — 2008. — February (vol. 13, no. 2). — P. 157—170. — doi:10.1007/s00775-007-0318-7. — PMID 17992543.
↑ под редакцией Е.С. Северина, Я.А. Николаева. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. — 2001. — С. 47, 48. — 448 с.

Литература

В Викисловаре есть статья «кофактор»

Bugg, Tim. An introduction to enzyme and coenzyme chemistry (англ.). — Oxford: Blackwell Science, 1997. — ISBN 0-86542-793-3.

[1] Gregory A. Petsko, Petsko, Dagmar Ringe, Ringe. Protein Structure and Function (англ.). — New Science Press, 2004. — P. 175. — 220 p. — ISBN 9781405119221.

[2] Нельсон Д., Кокс М. Основы биохимии Ленинджера: в 3 т. Т. 1. — М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2011. — С. 271. — 694 с. — ISBN 978-5-94774-364-4.

[Metzler-3] Sauke, David J.; Metzler, David E.; Metzler, Carol M. Biochemistry: the chemical reactions of living cells (англ.). — 2nd. — San Diego: Harcourt/Academic Press, 2001. — ISBN 0-12-492540-5.

[4] Aggett P.J. Physiology and metabolism of essential trace elements: an outline (англ.) // Clin Endocrinol Metab^[англ.] : journal. — 1985. — Vol. 14, no. 3. — P. 513—543. — doi:10.1016/S0300-595X(85)80005-0. — PMID 3905079.

[5] Stearns D.M. Is chromium a trace essential metal? (неопр.) // BioFactors. — 2000. — Т. 11, № 3. — С. 149—162. — doi:10.1002/biof.5520110301. — PMID 10875302.

[6] Vincent J.B. The biochemistry of chromium (англ.) // J. Nutr.^[англ.] : journal. — 2000. — 1 April (vol. 130, no. 4). — P. 715—718. — PMID 10736319. Архивировано 12 марта 2020 года.

[7] Clapham D.E. Calcium signaling (англ.) // Cell. — Cell Press, 2007. — Vol. 131, no. 6. — P. 1047—1058. — doi:10.1016/j.cell.2007.11.028. — PMID 18083096.

[8] Meyer J. Iron-sulfur protein folds, iron-sulfur chemistry, and evolution (англ.) // J. Biol. Inorg. Chem.^[англ.] : journal. — 2008. — February (vol. 13, no. 2). — P. 157—170. — doi:10.1007/s00775-007-0318-7. — PMID 17992543.

[9] под редакцией Е.С. Северина, Я.А. Николаева. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. — 2001. — С. 47, 48. — 448 с.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]