Vitaminer är essentiella föreningar som måste förvärvas genom kosten eftersom kroppen inte kan syntetisera dem. En av anledningarna till att vitaminer behövs är att de spelar en indirekt roll i katalys, där enzymer påskyndar kemiska reaktioner. Men de flesta vitaminer kan inte hjälpa enzymerna på egen hand. För att delta i katalytiska reaktioner måste de flesta vitaminer växla till koenzymer som är små "sampilot" -molekyler som kopplar samman med enzymer. Dessa koenzymer är extremt användbara eftersom de är desamma efter katalys, så de återvinns och återanvändas flera gånger.

Omvandling av vitaminer till koenzymer

De flesta vitaminer måste omvandlas till koenzymer innan de kan parera med enzymer. Dessa förändringar lägger till små funktionella grupper som fosfater till vitaminstrukturen, eller de inbegriper reduktionsoxidation eller redox, reaktioner där elektroner antingen läggs till eller tas bort. Till exempel måste vitamin B2 gripa och binda till en fosfatgrupp, PO3-, för att bilda coenzym FMN. Folat är ett vitamin som går igenom en redoxreaktion och minskar två av dess bindningar genom att få elektroner och det blir fyra väten för att bilda koenzymet THF.

Koenzymreaktionsmekanismer

Coenzymer hjälper enzymer genom att överföra elektroner i redoxreaktioner, eller tillsätter funktionella grupper till substrat, vilka omvandlas till den slutliga produkten av enzymet. De funktionella grupperna som koenzymer lägger till substratet är relativt små: koenzym-PLP tillsätter en amingrupp, -NH2, till exempel. Coenzymer utför också redoxreaktioner. De tar antingen elektroner från substratet eller ger elektroner till det. Dessa reaktioner är reversibla och beror på koncentrationerna av både oxiderade och reducerade former av koenzymet. De mer oxiderade koenzymerna är desto mer reduktion kommer det att bli och vice versa.

Koenzymer och metabolism

Coenzymer utför ganska enkla kemiska reaktioner, men dessa reaktioner har stor inverkan på metaboliska funktioner . K-vitamin förhindrar blodkoagulering genom att påskynda syntesen av gamma-karboxiglutamat, en molekyl som binder till fritt flytande kalciumjoner. Det finns mycket mindre kalciumuppbyggnad i artärerna, och en lägre risk för hjärtsjukdom. Energi lagras även i koenzymer under cellulär andning, under vilka celler får energi från att bryta ner mat. Denna energi frigörs senare genom oxidation av de lagrade koenzymerna.

Återvinning av koenzymer

En av de främsta egenskaperna hos ett koenzym är att den inte permanent förändras genom katalys. Eventuella förändringar i koenzymets struktur reverseras innan det återvinns. Coenzymer som deltar i redoxreaktioner, som FAD och NAD +, omvandlas tillbaka till sin tidigare form genom att förlora elektroner. Inte alla koenzymer ändras tillbaka snabbt, särskilt koenzymer som överför funktionella grupper. T ex binder THF till en CH2-grupp och omvandlas till DHF efter att reaktionen är klar. DHF reduceras till THF och enzymet återanvänds.