Enzymen zijn eiwitten die specifieke chemische reacties katalyseren of versnellen zodat ze sneller gaan dan zonder de katalysator. Sommige enzymen vereisen de aanwezigheid van een extra molecuul of metaalion dat een cofactor wordt genoemd voordat ze hun magie kunnen bewerken. Zonder deze cofactor is het enzym niet langer in staat de reactie te katalyseren.

Functie

Per definitie is een cofactor een niet-eiwit of molecuul dat door het enzym wordt vereist voor zijn functie. Als de cofactor wordt verwijderd, zal het enzym zijn werk niet kunnen doen en zal het niet langer als katalysator werken. Je bloed bevat bijvoorbeeld een enzym dat koolzuuranhydrase wordt genoemd en dat de reactie tussen water en koolstofdioxide katalyseert om koolzuur te vormen. Koolzuuranhydrase vereist een zinkion als een co-factor. Als er geen zink aanwezig is, zal het enzym niet werken.

Types

Cofactoren kunnen positief geladen metaalionen zijn, zoals ijzer, magnesium en zink, of het kunnen kleine koolstofhoudende moleculen zijn zoals vitamine B12. Cofactoren met kleine moleculen worden soms co-enzymen genoemd. Veel van de vitamines die u nodig heeft in uw dieet fungeren als enzymcofactoren of precursoren voor enzymcofactoren. Sommige enzymen binden hun cofactoren zeer strak, zodat de cofactor in principe deel uitmaakt van het enzym; in deze gevallen wordt de cofactor soms een prosthetische groep genoemd. Voor andere enzymen is de cofactor slechts losjes gebonden of verbonden.

Mechanisme

De precieze rol die een cofactor speelt in een enzymatische reactie hangt af van het enzym. Elk enzym heeft zijn eigen reactiemechanisme, een opeenvolging van chemische stappen waardoor de reactie die het katalyseert plaatsvindt, en de rol van de cofactor is specifiek voor dat mechanisme. Met koolzuuranhydrase zit het zinkion bijvoorbeeld vast in een spleet in het eiwit dat de actieve plaats wordt genoemd. Omdat het positief geladen en elektronarm is, kan het een binding vormen met een passerend watermolecuul, waardoor het watermolecuul een waterstofion kan verliezen zodat het een hydroxide-ion, OH- wordt. Dit hydroxide-ion kan nu het koolstofatoom in een molecuul kooldioxide aanvallen om koolzuur te vormen. Door het watermolecuul te binden en het in staat te stellen een waterstofion te verliezen, heeft het zinkion het enzym geholpen de reactie te vergemakkelijken.

Toepassingen

Een enzym van de cofactor onttrekken is soms een goede manier om stop het enzym van het katalyseren van een ongewenste reactie. Wanneer studenten of wetenschappers bijvoorbeeld DNA extraheren, willen ze ervoor zorgen dat het DNA niet wordt versnipperd door enzymen die DNAs worden genoemd. Toevoegen van EDTA aan het reactiemengsel voorkomt dat DNA's werken omdat de EDTA op magnesiumionen grijpt en ze in de oplossing bindt; magnesium is een co-factor die DNA-eiwitten nodig hebben om te functioneren.