Koenzim nedir? Tanım ve örnekler

Artículo revisado y aprobado por nuestro equipo editorial, siguiendo los criterios de redacción y edición de YuBrain.


Koenzimler, enzimlerin katalitik işlevinde önemli bir rol oynayan düşük moleküler ağırlıklı moleküllerdir; sonuç olarak, enzimatik sistemin bir parçasıdırlar. Enzim, bitki ve hayvanların canlı hücrelerinde kimyasal bir reaksiyonu katalize eden, ancak bu hücrelerin dışında ve onlarla herhangi bir bağlantısı olmadan hareket edebilen, protein yapısında bir makromoleküldür. Her enzim, tek tip bir reaksiyonu katalize eder ve hemen hemen her zaman tek bir substrat veya bunların çok küçük bir grubu üzerinde etki eder. Enzimlerin sınıflandırılması katalizlenen reaksiyonlara göre yapılır. Bazı enzimler basit proteinlerdir ve diğerleri konjuge proteinlerdir, yani bir protein fraksiyonu ve kofaktör adı verilen protein olmayan bir grup tarafından oluşturulur.

Çoğu durumda, enzim tek başına katalitik etkisini gösteremez, biyolojik bir katalizör olarak işlevini yerine getirmek için protein olmayan bir yapıya sahip diğer düşük moleküler ağırlıklı moleküllere ihtiyaç duyar. Enzimlerde katalitik bir rol oynayan bu diğer moleküllere koenzimler denir.

Koenzimlere ek olarak birçok enzim, magnezyum (Mg), çinko (Zn), bakır (Cu), manganez (Mn), demir (Fe), potasyum (K), gibi inorganik iyonlar olabilen aktivatörlerin varlığını gerektirir. ve enzimatik sistemin bir parçası olarak düşünülmesi gereken elementler olan sodyum (Na).

Bazı vitaminler veya bunların türevleri gibi organik moleküller olan ve aynı zamanda koenzim olarak kabul edilen kofaktörler de vardır. Enzim aktivitesinin meydana gelmesi için, protein kompleksinin kofaktör ile ilişkisi gereklidir.

Bilmeniz gereken bazı terimler

Koenzim, enzim sisteminin önemli bir parçası olan proteine ​​gevşek bir şekilde bağlandığında buna apoenzim denir . Apoenzim , koenzimlerinden veya kofaktörlerinden yoksun, inaktif bir enzime verilen isimdir.

Enzimler tarafından katalize edilen kimyasal reaksiyonlara substrat denir . Özetle, enzimatik sistem enzim, koenzim ve aktivatörden oluşur ve apoenzim ve kofaktörlerin oluşturduğu set holoenzim olarak bilinir . Holoenzim, koenzimleri ve kofaktörleri ile tamamlanmış bir enzimi tanımlamak için kullanılan terimdir.

Koenzim, holoenzim ile kalıcı ve sıkı bir şekilde ilişkiliyse , prostetik grup olarak bilinir ve koenzim, holoenzim ile gevşek bir şekilde ilişkiliyse, buna kosubstrat denir .

koenzim tanımı

Bir koenzim, bir biyokimyasal reaksiyonu başlatmak veya katalize etmeye yardımcı olmak için bir protein (enzim) ile birlikte çalışan yardımcı bir moleküldür . Koenzimler, fonksiyonel bir enzim için bir transfer bölgesi sağlayan küçük (düşük moleküler ağırlıklı), protein olmayan moleküllerdir. Koenzimler, bir atom veya atom grubu için bir reaksiyonun oluşmasına izin veren ara taşıyıcılardır. Kosubstratlar olarak da adlandırılırlar.

Koenzimler kendi başlarına işlev göremezler ve bir enzimin varlığını gerektirirler. Kendi paylarına bazı enzimler birkaç koenzim ve kofaktör gerektirir.

koenzim örnekleri

Keşfedilen ilk koenzim , 1906’da İngiliz Arthur Harder ve William Youdin tarafından alkollü fermantasyon üzerine yürütülen çalışmalarda NAD+ (Nicotinamide adenin dinucleotide) idi . hızlandırıldı. Hem NAD+ hem de NADP+ (NAD+ fosfat), hücre metabolizmasında iki önemli redoks taşıyıcısıdır. Esas olarak dehidrojenazların koenzimleri olarak işlev görürler. Genel anlamda, NAD+ tercihen fermantasyon ve solunumla ilişkili süreçlere katılırken, NADP+ indirgenmiş NADPH formunda genellikle hücresel biyosentez için gerekli indirgeme gücünü sağlar.

20. yüzyılın başında, karbonhidrat metabolizmasına katılan, asetilkolin sentezinde rol oynayan ve enerji salan tiamin pirofosfat ( B1 vitamini ) gibi başka koenzimler de tanımlandı. Taze sebzelerde ve etlerde bulunan suda çözünen bir vitamindir. Ayrıca sinir sistemini düzenleyen maddelerin sentezine katılır ve eksikliği beriberi hastalığına neden olur; vücut sıvılarının birikmesi, vücutta ağrı, kas atrofisi, zayıf koordinasyon ve sonunda ölüm ile karakterizedir.

Tiamin, Japon Umetaro Suzuki tarafından 1910’da Güneydoğu Asya’da beriberi hastalığı üzerinde çalışırken keşfedildi. Bu hastalık, diyetleri kabuklu pirince dayanan birçok ülkede görülür. Tahıllar harmanlanırken, kabukları ayıklanırken ve öğütülürken, tahılın tiamin açısından en zengin kısmı kaybolur, dolayısıyla beyaz unu ve rafine beyaz pirinci zenginleştirme eğilimi artar. Tiamin açısından en zengin besinler domuz eti, organ etleri (karaciğer, kalp ve böbrek), bira mayası, yağsız etler, yumurtalar, yeşil yapraklı sebzeler, bütün veya zenginleştirilmiş tahıllar, buğday tohumu, fındık ve baklagillerdir.

Bir başka ünlü koenzim , 1929’da Alman biyokimyacı Karl Lohmann tarafından keşfedilen ATP’dir  . Tüm canlı organizmalar tarafından hücresel solunumun kimyasal reaksiyonlarında enerji sağlamak için kullanılan bir moleküldür .

1945’te biyokimyacı Fritz Albert Lipmann tarafından yeni bir koenzim keşfedildi, koenzim A , çeşitli metabolik yollara (Krebs döngüsü gibi) katılan asil gruplarının transferinden sorumludur ve yağın biyosentezi ve oksidasyonunda temel bir role sahiptir. asitler.

Folik aside karşılık gelen folinik koenzim de not edilmelidir, B9 vitamini, folat, folakin olarak da bilinir. Ispanak yapraklarından izole edilmiştir (yüksek konsantrasyonda bulunur), proteinlerin (DNA ve RNA), eritrositlerin ve lökositlerin oluşumu için gerekli bir koenzimdir ve karbonhidratların ve yağ asitlerinin metabolizmasına katılır. İnsan beslenmesinde çok önemli bir vitamin faktörü olarak tanımlanır; eksikliği megaloblastik anemilerin ortaya çıkmasından sorumludur.

Başka bir örnek olarak S-adenozil metionini (SAM, S-AM) belirtmek önemlidir, biyolojik ortamda örneğin DNA’da meydana gelen tüm metilasyon reaksiyonlarına katılan bir koenzimdir ( DNA’nın Vitamin özelliği yoktur, insan organizması tarafından sentezlenir, yeter ki metionin (esansiyel bir amino asittir) besinsel olarak temin edilsin. Et, balık, süt ve yumurta gibi proteinli gıdalarda bulunan metionin ayrıca nohut, mercimek, ceviz, badem ve susamda da bulunur.

Birçok koenzim, vücudumuz tarafından sentezlenemeyen karmaşık kimyasal yapılara sahiptir. Genel olarak, molekülün tamamı değil, sadece bir kısmıdır. Bu sentezlenemeyen kısım mutlaka diyet yoluyla vücuda girmelidir ve bu nedenle diyette zorunlu bileşenlerdir: birçoğu vitamin dediğimiz şeydir. Genellikle vitaminler veya vitamin türevleri olan koenzimler bu nedenle çoğu enzimatik aktivitede çok önemli bir rol oynar.

Enzim sistemi ile ilgili önemli noktalar

Çoğu zaman bir enzimin çalışması için hem organik hem de inorganik bileşenler gereklidir. Bazı metinler, bir enzime bağlanan tüm yardımcı molekülleri kofaktör türleri olarak kabul ederken, diğerleri onu aşağıdaki gruplara ayırır:

  • Koenzimler,  bir enzime serbestçe bağlanan protein olmayan organik moleküllerdir. Birçoğu (hepsi değil) vitamindir veya vitaminlerden türetilmiştir. Birçok koenzim, adenozin monofosfat (AMP) içerir. Koenzimler ayrıca kosubstratlar olarak da tanımlanabilir. Termo-labil olan apoenzimlerin aksine termostabil bileşiklerdir.
  • Kofaktörler  , kataliz oranını artırarak enzim işlevine yardımcı olan inorganik bileşikler veya protein olmayan bileşiklerdir. Normalde, kofaktörler metal iyonlarıdır. Demir, Bakır, Çinko, Magnezyum, Kobalt ve Molibden gibi bazı eser elementler biyokimyasal reaksiyonlarda kofaktör olarak işlev görür. 
  • Kosubstratlar  , bir proteine ​​sıkıca bağlanan, ancak başka bir zamanda serbest kalacak ve tekrar bağlanacak olan koenzimlerdir.
  • Prostetik gruplar,  enzime sıkı veya kovalent olarak bağlı olan enzimle ilişkili moleküllerdir, oysa kosubstratlar geçici olarak bağlanır. Protez grupları bir proteine ​​kalıcı olarak bağlıdır ve proteinlerin diğer moleküllere bağlanmasına, yapısal elementler ve yük taşıyıcılar olarak hareket etmesine yardımcı olur. Protez grubuna bir örnek, aralarında hemoglobin, miyoglobin ve sitokrom bulunan farklı proteinlerin bir parçası olan heme grubudur. Hem protez grubunun merkezinde bulunan demir (Fe), sırasıyla akciğer ve dokulardaki oksijene bağlanmasını ve oksijeni serbest bırakmasını sağlar. 

Son olarak, koenzimlerin enzimatik sistemdeki ve tabii ki canlıların tüm biyokimyasal reaksiyonlarındaki baskınlığını belirlemek mümkündür, insan vücudunun metabolizmasında ve düzgün işleyişinde özel bir öneme sahiptirler.

kaynaklar

  • Battaner Arias, Enrique. (2013). “Enzimoloji Özeti”. Salamanca Üniversitesi.
  • Peña A., Arroyo A., Gomez, R., Tapia, R. ve Gomez, C. (2004). “Biyokimya”. Editoryal Limusa.
  • Pardo Arquero, Başkan Yardımcısı (2004). “Spor fiziksel aktivite yapan kişilerin beslenmesinde vitaminlerin önemi”. Uluslararası Tıp ve Fiziksel Aktivite ve Spor Bilimleri Dergisi cilt. 4 (16)s. 233-242
  • Cox, Michael M.; Lehninger, Albert L.; ve Nelson, David L. “Lehninger’in Biyokimya İlkeleri” (3. baskı). Editörlere layık.
  • Farrell, Shawn O. ve Campbell, Mary K. Biyokimya  (6. baskı). Brooks Cole.
-Reklamcılık-

mm
Emilio Vadillo (MEd)
(Licenciado en Ciencias, Master en Educación) - COORDINADOR EDITORIAL. Autor y editor de libros de texto. Editor (papel y digital). Divulgador científico.

Artículos relacionados