Катализдік белсенділікті жүзеге асыру үшін ферменттердің көпшілігіне көмекші элементтер – кофакторлар қажет. Бұл заттар табиғатта белок емес және әрқашан фермент молекуласының құрылымдық бөлігі бола бермейді. Белок пен кофактордың функционалды кешенін холофермент, ал тек ақуыздық бөлігі ғана апофермент деп аталады. Ферменттің тұрақты бөлігі болып табылатын және онымен коваленттік байланыстар арқылы байланысқан кофактор протездік топ деп аталады.
Кеңірек мағынада кофактор – кез келген күрделі ақуыздағы оны функционалды күйде сақтайтын қосымша топ. Ферменттік ақуыздарда кофакторлар катализдік реакцияға тікелей қатыса алады.
Кофакторлардың сипаттамалары мен түрлері
Кофакторлар химиялық жағынан 2 үлкен топқа бөлінген төмен молекулалы заттар:
- екі валентті металдардың иондары (мырыш, магний,калий, мыс, марганец, темір және т.б.);
- коэнзимдер - органикалық белок емес қосылыстар.
Өз кезегінде коферменттер туындыларымен және дәруменсіз табиғаттың қосылыстарымен витаминдерге бөлінеді. Соңғысына мыналар кіреді:
- UDP-глюкоза;
- нуклеотидтер;
- металлопорфириндер;
- FAD, +, NADP+;
- глутатион;
- убихинон;
- S-аденозилметионин.
Кофакторлар ферменттермен күшті ковалентті және әлсіз байланыстар құра алады. Кейбір топтардың полипептидтік бөлігімен әрекеттесетіні сонша, оларды химиялық жолмен де ажырату қиын.
«Кофактор» және «кофермент» ұғымдарына анықтама берудегі қиындықтар
Тар мағынада кофакторлар – металл иондары, ал коферменттер – органикалық табиғат топтары. Егер бұл элементтерді функционалдық маңызы тұрғысынан қарастырсақ, онда кофактор катализдік реакцияға қатыспайды, демек кофермент болып табылмайды. Жалпылама түсіндірмеде кофермент кофактордың ерекше жағдайы болып табылады.
Мұндай түсіндірмелердің саны қазіргі биохимияда бұл терминдердің әмбебап анықтамасы жоқ екіұшты ұғымдар болуына байланысты.
Кофакторлардың биологиялық рөлі
Фермент кофакторлары әртүрлі функцияларды орындай алады, соның ішінде:
- үшінші және төрттік конформациялардың түзілуіне және тұрақталуына қатысу;
- субстратты немесе каталитикалық орталықты тұрақтандыру, қамтамасыз етуолардың арасындағы толықтыру;
- қосымша субстрат ретінде катализге қатысу;
- ферменттік белсенділікті реттеу;
- тотықсыздану реакцияларына қатысу.
Кофактордың әсер ету механизмі мен химиялық табиғатына қарамастан, ол болмаған жағдайда фермент каталитикалық белсенділікті жүзеге асыра алмайды. Дегенмен, қызметі кофакторлармен байланысты емес ферменттердің шағын тобы бар.
