4.5: Cofatores e Coenzimas

As enzimas requerem componentes adicionais para uma função adequada. Existem duas dessas classes de moléculas: cofatores e coenzimas. Cofatores são iões metálicos e coenzimas são moléculas orgânicas não-proteicas. Ambos os tipos de moléculas auxiliares podem estar firmemente ligados à enzima ou ligados apenas quando o substrato se liga.

Os cofatores estão presentes em ~30% das proteínas maduras. Eles são frequentemente incorporados em uma enzima à medida que ela é dobrada e estão envolvidos na atividade catalítica da enzima. O magnésio é um cofator essencial para mais de 300 enzimas no corpo humano, incluindo a DNA polimerase. Neste caso, o ião magnésio auxilia na formação da ligação fosfodiéster no esqueleto do DNA. Ferro, cobre, cobalto e manganês são outros cofatores comuns.

Muitas vitaminas são coenzimas, uma vez que são moléculas auxiliares orgânicas, não proteicas para enzimas. Por exemplo, a biotina—um tipo de vitamina B—é importante em uma variedade de enzimas que transferem dióxido de carbono de uma molécula para outra.  Biotina, vitamina A e outras vitaminas devem ser ingeridas na nossa dieta, pois não podem ser produzidas por células humanas.

Em muitos casos, as enzimas exigem moléculas adicionais chamadas cofatores para funcionar. Estas as moléculas ajudantes podem ser classificadas como iões metálicos ou moléculas orgânicas não proteicas. Por exemplo, durante a primeira etapa da glicólise, o cofator magnésio liga-se ao ATP, estreitando o vínculo entre dois dos grupos fosfatos.

Esta ação permite que o último grupo fosfato seja liberado mais facilmente pela enzima hexoquinase, transformando glicose em glicose 6-fosfato. Portanto, o magnésio, como um cofator, liga e aumenta a eficiência do ATP. O outro subconjunto de cofatores coenzimas são compostos orgânicos, geralmente derivados de vitaminas.

Por exemplo, a vitamina C é uma coenzima importante na síntese de da proteína de colágeno. Quando uma hidroxilase liga-se ao colágeno, a vitamina C facilita a hidroxilação de resíduos no colágeno. Com a ajuda de vitamina C, a hidroxilase promove a mudança na forma do colágeno à sua estrutura helicoidal tripla final, que é essencial para a manutenção de importantes tecidos do corpo.