רוב האנזימים ליישום פעילות קטליטית זקוקים לאלמנטים עזר - קופקטורים. חומרים אלו אינם חלבוניים בטבעם ואינם תמיד חלק מבני ממולקולת האנזים. הקומפלקס הפונקציונלי של חלבון וקו-פקטור נקרא הולואנזים, ורק החלק החלבון נקרא אפואנזים. קו-פקטור שהוא חלק מאנזים באופן קבוע ומקושר אליו בקשרים קוולנטיים נקרא קבוצה תותבת.
במובן הרחב יותר, cofactor הוא קבוצה נוספת בכל חלבון מורכב השומרת עליו במצב תפקודי. בחלבוני אנזימים, קו-פקטורים יכולים להיות מעורבים ישירות בתגובת הקטליזה.
מאפיינים וסוגי גורמים משותפים
קופקטורים הם חומרים בעלי משקל מולקולרי נמוך המחולקים כימית ל-2 קבוצות גדולות:
- יונים של מתכות דו ערכיות (אבץ, מגנזיום,אשלגן, נחושת, מנגן, ברזל וכו');
- קואנזימים - תרכובות אורגניות שאינן חלבוניות.
בתורו, קו-אנזימים מחולקים לויטמינים עם נגזרותיהם ותרכובות של טבע לא ויטמין. האחרונים כוללים:
- UDP-glucose;
- נוקלאוטידים;
- metalloporphyrins;
- FAD, OVER+, NADP+;
- גלוטתיון;
- ubiquinone;
- S-adenosylmethionine.
קו-פקטורים יכולים ליצור קשרים קוולנטיים חזקים וחלשים עם אנזימים. קבוצות מסוימות מקיימות אינטראקציה עם חלק הפוליפפטיד בצורה כה חזקה עד שקשה להפריד ביניהן אפילו כימית.
קשיים בהגדרת המושגים "קו-פקטור" ו"קו-אנזים"
במובן הצר, קו-פקטורים הם יוני מתכת, וקו-אנזימים הם קבוצות בעלות אופי אורגני. אם ניקח בחשבון את האלמנטים הללו מנקודת המבט של המשמעות התפקודית שלהם, אז הקופקטור אינו משתתף בתגובת הקטליזה, ולכן אינו קואנזים. בפירוש כללי, קואנזים הוא מקרה מיוחד של קו-פקטור.
מספר כזה של פרשנויות נובע מהעובדה שבביוכימיה המודרנית מונחים אלו הם מושגים מעורפלים שאין להם הגדרה אוניברסלית.
התפקיד הביולוגי של cofactors
קופקטורי אנזים יכולים לבצע מגוון פונקציות, כולל:
- השתתפות בהיווצרות ובייצוב של קונפורמציות שלישוניות ורבעוניות;
- ייצוב של המצע או המרכז הקטליטי, מבטיחהשלמה ביניהם;
- השתתפות בקטליזה כמצע נוסף;
- ויסות של פעילות אנזימטית;
- השתתפות בתגובות חיזור.
ללא קשר למנגנון הפעולה ולאופיו הכימי של הקופקטור, בהיעדרו, האנזים אינו יכול לבצע פעילות קטליטית. עם זאת, ישנה קבוצה קטנה של אנזימים שתפקודם אינו קשור לקופקטורים.
