Кофакторы

Различают две группы кофакторов – неорганические и органические. К первым относятся ионы металлов (Mg⁺², Mn⁺²_, Ca⁺²), а также некоторые неорганические анилоны (Cl^-). Ионы двухвалентных металлов могут быть очень прочно связаны с белковой молекулой, выполняя роль простетической группы.

Органические кофакторы называются коферментами. Они, как правило, представляют собой небелковые вещества. Большинство коферментов не синтезируются в организме млекопитающих, и должны поступать с растительной пищей. Однако в организм поступают не сами коферменты, а их предшественники – витамины, являющиеся незаменимыми пищевыми факторами, которые в клетке модифицируются.

Витамины представляют собой очень разную в химическом отношении группу органических соединений, поэтому с точки зрения химической структуры им нельзя дать общего определения. Единственная классификация витаминов основана на их отношению к воде

Известно 13 витаминов:

Водорастворимые

ВИТАМИНЫ	КОФЕРМЕНТЫ
Тиамин (В₁)	Тиаминпирофосфат
Рибофлавин (В₂)	Флавинмононуклеотид (флавиндинуклеотид)
Никотиновая кислота (В₅)	Никотинамидадениннуклеотид
Пантотеновая кислота (В₃)	Коэнзим (кофермент А)
Пиридоксин (В₆)	Пиридоксальфосфат
Биотин Н	Биоцитин
Аскорбиновая кислота	Не известно

Жирорастворимые

ВИТАМИНЫ	КОФЕРМЕНТЫ
Витамин А	Ретинол
Витамин Д	Не известно
Витамин Е	Не известно
Витамин К	Не известно

Общим для всех витаминов является их абсолютная необходимость для организмов в качестве составной части пищи дополнительно к белкам, жирам, углеводам и минеральным веществам. Поскольку они не синтезируются гетеротрофными организмами, то их недостаток сопровождается возникновением патологических явлений. В количественном отношении потребность в витаминах ничтожна: к 66 граммам сухих питательных веществ нужно 0,1-0,2 грамма витаминов. Отсюда ясно, что витамины в организме выполняют каталитические функции. Во многих случаях они являются составными частями ферментов, необходимыми для их функционирования.

К числу реакций, требующих участия коферментов, относятся окислительно-восстановительные реакции, реакции переноса групп, изомеризации, а также реакции, катализируемые лигазами (лигазозависимые). Без участия коферментов протекают реакции расщепления, например гидролитические реакции, катализируемые пищеварительными ферментами.

Ниже приведены важнейшие органические коферменты, их активные группы, тип реакции, в которой участвует кофермент, а также витамины, входящие в их состав.

I. Коферменты, входящие в состав оксиредуктаз (коферменты дегидрогеназ)

I.1. Дегидрогеназы, содержащие соединения никотинамида (НА), -

НАД (никотинамидадениндинуклеотид) и НАДФ никотинамидадениндинуклеотидфосфат). Это НАД- и НАДФ-зависимые дегидрогеназы. Они могут синтезироваться в организме человека из никотиновой кислоты и никотинамида, но в крайне ограниченном количестве.

Н А и никотиновую кислоту относят к витамину РР. Ниже представлена общая схема строения НАДФ и НАД :

НАД и НАДФ являются коферментами ферментов в реакции дегидрирования.

НАДФ – является акцептором окисляемого вещества.

H H

S H₂ + S + + H⁺

Как видно из схемы присоединение водорода происходит таким образом, что один атом водорода субстрата присоединяется к атому водорода пиридинового кольца, а другой отдаёт свой электрон атому азота пиридинового кольца, а сам уже в виде иона переходит в раствор. При этом он может присоединяться к остатку фосфорной кислоты в молекуле кофермента НАДФ, который обычно в растворе ионизирован. Поэтому в уравнениях реакции Окисленный и восстановленный НАД изображают следующим образом:

SH₂ + НАД⁺ S + НАДH + H⁺

НАД находится в цитозоле клетки в свободном состоянии и взаимодействует с ферментом только в момент реакции. В этом отношении он сходен с субстратами.

Дегидрогеназа с НАД катализирует следующие реакции:

а) дегидрирование гидроксильных групп, например реакцию окисления молочной кислоты лактатдегидрогеназой, в результате которой спиртовая группа окисляется до кето- группы