Enzymer är proteiner som katalyserar eller påskyndar specifika kemiska reaktioner så att de går snabbare än de skulle utan katalysatorn. Vissa enzymer kräver närvaro av en ytterligare molekyl eller metalljon som kallas en kofaktor innan de kan arbeta sin magi. Utan denna koaktor kan enzymet inte längre katalysera reaktionen.

Funktion

Enligt definition är en kofaktor en nonproteinjon eller molekyl som krävs av enzymet för dess funktion. Om koaktorn avlägsnas kommer enzymet inte att kunna göra sitt jobb och fungerar inte längre som katalysator. Ditt blod innehåller till exempel ett enzym som kallas kolsyraanhydras som katalyserar reaktionen mellan vatten och koldioxid för att bilda kolsyra. Karbonanhydras kräver en zinkjon som en kofaktor. Om ingen zink är närvarande, fungerar enzymet inte.

Typer

Kofaktorer kan vara positivt laddade metalljoner, såsom järn, magnesium och zink, eller de kan vara små kolbaserade molekyler som vitamin B12. Små molekylkofaktorer kallas ibland koenzymer. Många av de vitaminer du behöver i din kost fungerar som enzymkofaktorer eller prekursorer till enzymkofaktorer. Vissa enzymer binder deras kofaktorer väldigt tätt så att kofaktorn i grunden är en del av enzymet; i dessa fall kallas kofaktorn ibland en protesgrupp. För andra enzymer är kofaktorn endast löst bunden eller ansluten.

Mekanism

Den exakta rollen som en kofaktor spelar i en enzymatisk reaktion beror på enzymet. Varje enzym har sin egen reaktionsmekanism, en sekvens av kemiska steg genom vilka reaktionen den katalyserar äger rum och kofaktorns roll är specifik för den mekanismen. Med kolsyraanhydras är zinkjonen exempelvis fast i en klyfta i proteinet som kallas den aktiva platsen. Eftersom det är positivt laddat och elektronstarkt kan det bilda ett bindemedel med en passande vattenmolekyl som gör det möjligt för vattenmolekylen att förlora en vätejon så att den blir en hydroxidjon, OH-. Denna hydroxidjon kan nu attackera kolatomen i en molekyl koldioxid för att bilda kolsyra. Genom att binda vattenmolekylen och göra det möjligt att förlora en vätejon har zinkjonen hjälpt enzymet att underlätta reaktionen.

Applikationer

Att ta ett enzym av dess kofaktor är ibland ett bra sätt att stoppa enzymet från att katalysera en oönskade reaktion. När studenter eller forskare extraherar DNA, vill de till exempel se till att DNA inte hakas upp av enzymer som heter DNAses. Att tillsätta EDTA till reaktionsblandningen förhindrar DNA-s från att fungera eftersom EDTA griper på magnesiumjoner och binder dem i lösningen; magnesium är en cofactor som DNAses kräver för att fungera.