Gli enzimi sono proteine ​​che catalizzano o accelerano reazioni chimiche specifiche in modo che vadano più velocemente di quanto farebbero senza il catalizzatore. Alcuni enzimi richiedono la presenza di un'ulteriore molecola o ione metallico chiamato cofattore prima che possano lavorare la loro magia. Senza questo cofattore, l'enzima non è più in grado di catalizzare la reazione.

Funzione

Per definizione, un cofattore è una non proteina o molecola richiesta dall'enzima per la sua funzione. Se il cofattore viene rimosso, l'enzima non sarà in grado di fare il suo lavoro e non funzionerà più come catalizzatore. Il tuo sangue, per esempio, contiene un enzima chiamato anidrasi carbonica che catalizza la reazione tra acqua e anidride carbonica per formare acido carbonico. L'anidrasi carbonica richiede uno ione di zinco come cofattore. Se non è presente zinco, l'enzima non funzionerà.

Tipi

I cofattori possono essere ioni metallici a carica positiva, come ferro, magnesio e zinco, oppure possono essere piccole molecole a base di carbonio come la vitamina B12. I cofattori di piccole molecole sono talvolta chiamati coenzimi. Molte delle vitamine di cui hai bisogno nella tua dieta agiscono come cofattori enzimatici o precursori di cofattori enzimatici. Alcuni enzimi legano strettamente i loro cofattori in modo che il cofattore sia fondamentalmente parte dell'enzima; in questi casi il cofattore viene talvolta definito un gruppo protesico. Per altri enzimi, il cofattore è solo legato o collegato liberamente.

Mechanism

Il ruolo preciso che un cofattore svolge in una reazione enzimatica dipende dall'enzima. Ogni enzima ha il suo meccanismo di reazione, una sequenza di fasi chimiche attraverso le quali avviene la reazione che catalizza, e il ruolo del cofattore è specifico per quel meccanismo. Con anidrasi carbonica, ad esempio, lo ione di zinco è bloccato in una fessura nella proteina chiamata sito attivo. Poiché è caricato positivamente e povero di elettroni, può formare un legame con una molecola d'acqua che passa, consentendo alla molecola d'acqua di perdere uno ione idrogeno in modo che diventi uno ione idrossido, OH-. Questo ione idrossido può ora attaccare l'atomo di carbonio in una molecola di anidride carbonica per formare acido carbonico. Legando la molecola d'acqua e permettendogli di perdere uno ione idrogeno, lo ione zinco ha aiutato l'enzima a facilitare la reazione.

Applicazioni

Privare un enzima del suo cofattore è a volte un buon modo per fermare l'enzima dal catalizzare una reazione indesiderata. Quando gli studenti o gli scienziati stanno estraendo il DNA, per esempio, vogliono assicurarsi che il DNA non venga sminuzzato da enzimi chiamati DNAs. L'aggiunta di EDTA alla miscela di reazione impedisce al DNA di funzionare perché l'EDTA afferra gli ioni di magnesio e li lega nella soluzione; il magnesio è un cofattore che i DNA richiedono per funzionare.