7.15: 補因子と補酵素

酵素が正しく機能するためには、追加の成分が必要です。そのような分子には、補因子と補酵素の2種類があります。補因子は金属イオンで、補酵素は非タンパク質の有機分子です。補酵素は金属イオンで、補酵素は非タンパク質の有機分子です。これらの分子は、酵素にしっかりと結合している場合と、基質が結合したときにのみ結合する場合があります。

補酵素は、成熟したタンパク質の約30%に存在し、酵素が折り畳まれる際に頻繁に取り込まれ、酵素の触媒作用に関与します。マグネシウムは、DNAポリメラーゼを含む300種類以上の酵素の必須補酵素です。この場合、マグネシウムイオンは、DNA骨格上のホスホジエステル結合の形成を助けます。その他、鉄、銅、コバルト、マンガンなどがあります。

ビタミンの多くは、酵素を助ける非タンパク質の有機分子である補酵素です。例えば、ビタミンB群の一種であるビオチンは、二酸化炭素をある分子から別の分子に移動させる様々な酵素に重要な役割を果たしています。ビオチンやビタミンAなどのビタミン類は、人間の細胞では作ることができないため、食事で摂取する必要があります。

酵素が機能するには、多くの場合 補助因子と呼ばれるさらなる分子が必要です。この補助の働きをする分子は、金属イオン もしくは非タンパクの有機分子に分けられます。例えば、解糖の最初の段階で 補助因子のマグネシウムがATPに結合し 2つのリン酸基の結合を強化します。この作用により残りのリン酸基が 酵素であるヘキソキナーゼによって容易に切り離され グルコースをグルコース-6-リン酸に変換します。したがって、マグネシウムは補助因子としてATPに結合し その効率性を高めます。もう一つの補助因子のサブセット、補酵素は 有機化合物で、通常、ビタミンの誘導体です。例えば、ビタミンCはタンパク質であるコラーゲンの 合成に重要な補酵素です。コラーゲンがその酵素のヒドロキシラーゼに結合すると ビタミンCは酵素に結合し ヒドロキシル基を提供します。加水分解されたヒドロキシラーゼは コラーゲンが、重要な体組織の維持に不可欠である 最終的な三重螺旋構造に 変換するのを助けます。