آنزیم‌ها، مولکول‌های بزرگ و پیچیده‌ای هستند که سرعت واکنش‌های شیمیایی را افزایش می‌دهند. در واقع، آن‌ها به انجام واکنش‌هایی که به طور طبیعی به سختی رخ می‌دهند، کمک می‌کنند. آنزیم‌ها از واحدهای کوچک‌تری تشکیل شده‌اند و کوآنزیم‌ها، از اجزای حیاتی و مهم آن‌ها به شمار می‌روند.

نکات کلیدی

• کوآنزیم‌ها، مولکول‌های کمکی هستند که به آنزیم‌ها در کاتالیز کردن واکنش‌های شیمیایی یاری می‌رسانند. آن‌ها را می‌توان "هم‌بستر" نیز نامید.
• کوآنزیم‌ها به تنهایی فعال نیستند و برای انجام وظایف خود، به حضور آنزیم نیاز دارند.
• در حالی که آنزیم‌ها از جنس پروتئین هستند، کوآنزیم‌ها مولکول‌های کوچک و غیرپروتئینی هستند.
• کوآنزیم‌ها با نگهداری یک اتم یا گروهی از اتم‌ها، به آنزیم اجازه می‌دهند تا عملکرد خود را به درستی انجام دهد.
• ویتامین‌های گروه B و S-آدنوزیل متیونین، نمونه‌هایی از کوآنزیم‌های مهم هستند.

تعریف کوآنزیم

کوآنزیم ماده‌ای است که با آنزیم همکاری می‌کند تا عملکرد آنزیم را آغاز کند یا به آن کمک کند. می‌توان آن را یک مولکول کمکی برای یک واکنش بیوشیمیایی در نظر گرفت. کوآنزیم‌ها مولکول‌های کوچک و غیر پروتئینی هستند که یک محل انتقال برای یک آنزیم فعال را فراهم می‌کنند. آن‌ها حامل‌های واسطه‌ای یک اتم یا گروهی از اتم‌ها هستند و به وقوع یک واکنش کمک می‌کنند. کوآنزیم‌ها به عنوان بخشی از ساختار آنزیم در نظر گرفته نمی‌شوند. گاهی اوقات به آن‌ها هم‌بستر نیز گفته می‌شود.

کوآنزیم‌ها به تنهایی نمی‌توانند عمل کنند و به حضور یک آنزیم نیاز دارند. بعضی از آنزیم‌ها به چندین کوآنزیم و کوفاکتور احتیاج دارند.

مثال‌هایی از کوآنزیم‌ها

ویتامین‌های گروه B به عنوان کوآنزیم‌هایی ضروری برای آنزیم‌ها در ساخت چربی‌ها، کربوهیدرات‌ها و پروتئین‌ها عمل می‌کنند.

یک مثال از کوآنزیم‌های غیرویتامینی، S-آدنوزیل متیونین است که یک گروه متیل را در باکتری‌ها و همچنین در یوکاریوت‌ها و آرکئوباکترها منتقل می‌کند.

کوآنزیم‌ها، کوفاکتورها و گروه‌های پروستتیک

برخی منابع، تمام مولکول‌های کمکی که به آنزیم متصل می‌شوند را نوعی کوفاکتور در نظر می‌گیرند، در حالی که برخی دیگر، این دسته‌بندی مواد شیمیایی را به سه گروه تقسیم می‌کنند:

• کوآنزیم‌ها: مولکول‌های آلی غیرپروتئینی هستند که به طور سست به آنزیم متصل می‌شوند. بسیاری از آن‌ها (نه همه) ویتامین‌ها هستند یا از ویتامین‌ها مشتق شده‌اند. بسیاری از کوآنزیم‌ها حاوی آدنوزین مونوفسفات (AMP) هستند. کوآنزیم‌ها را می‌توان به عنوان هم‌بستر یا گروه‌های پروستتیک توصیف کرد.
• کوفاکتورها: گونه‌های غیرآلی یا حداقل ترکیبات غیرپروتئینی هستند که با افزایش سرعت کاتالیز، به عملکرد آنزیم کمک می‌کنند. به طور معمول، کوفاکتورها یون‌های فلزی هستند. برخی از عناصر فلزی ارزش غذایی ندارند، اما چندین عنصر کمیاب به عنوان کوفاکتور در واکنش‌های بیوشیمیایی عمل می‌کنند، از جمله آهن، مس، روی، منیزیم، کبالت و مولیبدن. به نظر نمی‌رسد برخی از عناصر کمیاب که به نظر می‌رسد برای تغذیه مهم هستند، به عنوان کوفاکتور عمل کنند، از جمله کروم، ید و کلسیم.
• هم‌بسترها: کوآنزیم‌هایی هستند که محکم به یک پروتئین متصل می‌شوند، اما در مقطعی آزاد شده و دوباره متصل می‌شوند.
• گروه‌های پروستتیک: مولکول‌های همکار آنزیم هستند که به طور محکم یا کووالانسی به آنزیم متصل می‌شوند (به یاد داشته باشید، کوآنزیم‌ها به طور سست متصل می‌شوند). در حالی که هم‌بسترها به طور موقت متصل می‌شوند، گروه‌های پروستتیک به طور دائم با یک پروتئین پیوند برقرار می‌کنند. گروه‌های پروستتیک به پروتئین‌ها کمک می‌کنند تا مولکول‌های دیگر را متصل کنند، به عنوان عناصر ساختاری عمل کنند و به عنوان حامل بار عمل کنند. یک مثال از یک گروه پروستتیک، هِم در هموگلوبین، میوگلوبین و سیتوکروم است. آهن (Fe) موجود در مرکز گروه پروستتیک هِم به آن اجازه می‌دهد تا اکسیژن را در ریه و بافت‌ها به ترتیب متصل و آزاد کند. ویتامین‌ها نیز نمونه‌هایی از گروه‌های پروستتیک هستند.

استدلالی برای استفاده از اصطلاح کوفاکتورها برای در بر گرفتن انواع مولکول‌های کمکی این است که اغلب اوقات، هر دو جزء آلی و غیرآلی برای عملکرد یک آنزیم ضروری هستند.

چند اصطلاح مرتبط دیگر نیز وجود دارد که به کوآنزیم‌ها مرتبط هستند:

• آپوآنزیم: نامی است که به یک آنزیم غیرفعال که فاقد کوآنزیم‌ها یا کوفاکتورهای خود است، داده می‌شود.
• هولوآنزیم: اصطلاحی است که برای توصیف یک آنزیم کامل با کوآنزیم‌ها و کوفاکتورهای خود استفاده می‌شود.
• هولوپروتئین: کلمه‌ای است که برای پروتئینی با یک گروه پروستتیک یا کوفاکتور استفاده می‌شود.

یک کوآنزیم به یک مولکول پروتئینی (آپوآنزیم) متصل می‌شود تا یک آنزیم فعال (هولوآنزیم) را تشکیل دهد.