Definição: Molécula pequena necessária para uma enzima para funcionar
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Enzimaspode quebrar moléculas grandes complicadas em mais simples, elas podem combinar pequenas moléculas ou átomos para formar metabólitos grandes.Portanto, as enzimas desempenham um papel importante na organização bioquímica e celular.As enzimas são semelhantes aos catalisadores em sua capacidade química de acelerar as reações sem serem alteradas ou consumidas.Essas reações biológicas incluemtransferência do grupo carboxila, hidrólise de ligação peptídica, quebra de ligações de carbono,ea conversão de substâncias em seus isômeros ópticos.Nessas reações, as enzimas podem ou não funcionar sozinhas, as enzimas podem precisar da assistência de umcofator. UMholoenzimaou uma enzima ativa é um complexo que consiste em duas partes: a parte da proteína ou apoenzima e a parte do cofator.A parte da proteína ou a apoenzima não pode funcionar sozinha e precisa ser ativada pelo cofator.Um cofator pode ser um ativador, que geralmente é umcátion.Também pode ser uma molécula orgânica de uma estrutura complicada, que é chamada decoenzima.A atividade catalítica das enzimas depende principalmente da presença de compostos não proteicos chamadosCoenzimas.Os cofatores estão altamente ligados às apoenzimas;Portanto, as coenzimas não podem ser isoladas das apoenzimas sem desnaturação das proteínas enzimáticas.
Definição de Biologia:
UMcoenzimaé uma molécula exigida por uma enzima específica para realizar a catálise de uma reação química.Muitos são derivados devitaminas, particularmente aqueles que são derivados fosforilados de vitaminas solúveis em água.Coenzimas participamcatáliseQuando eles se ligam ao local ativo da enzima (chamadoapoenzima) e subsequentemente formam a enzima ativa (chamada holoenzima).Embora as coenzimas ativem enzimas, elas não são consideradas como substratos da reação.A principal função da coenzima é atuar como um portador intermediário de elétrons transferidos ou grupos funcionais em uma reação.
Exemplos de coenzimas: nicotineamideadenina dinucleotídeo(Eles),nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato(NADP) eflavina adenina dinucleotídeo(Moda).Essas três coenzimas estão envolvidas na oxidação ou na transferência de hidrogênio.Outra é a coenzima A (COA), que está envolvida na transferência de grupos acil.
Comparar: cofator
Definição de coenzima
As coenzimas desempenham um papel vital em várias vias bioquímicas, como quebrar macronutrientes em moléculas menores (catabolismo) ou a formação de novos compostos biológicos no corpo (anabolismo).
O que é uma coenzima?Às vezes, uma coenzima é chamada deco-substratoPorque se liga à enzima junto com o substrato no início de uma reação química e eles deixam a enzima alterada no final da reação.No entanto, eles são chamados de coenzimas porque se ligam à enzima antes que outros substratos.Além disso, as coenzimas são reconvertidas por outras enzimas encontradas na célula a sua forma original a serem reutilizadas.Uma coenzima é geralmente uma forma de vitamina ativada que é essencial para as vias bioquímicas.As coenzimas formam complexos com enzimas.Esses complexos convertem nutrientes em formas úteis de energia.Eles produzem biomoléculas que são consideradas a base de nossa vida.
Alguns nutrientes atuam como cofatores e coenzimas.Outros estão sendo quebrados pela ajuda de coenzimas.Portanto, é essencial manter a ingestão alimentar de elementos para produzir a energia necessária para a vida.
As enzimas que exigem a presença de coenzimas para funcionar não poderão manter os processos metabólicos normais ou manter a atividade dos processos bioquímicos naturais que mantêm as funções normais da célula ativadas, como crescimento celular, divisão, divisão e reparo.
Além disso, as coenzimas funcionam para manter a integridade de algumas proteínas reguladoras e estruturas hormonais.
Algunsvitaminasagir como coenzimas que participam de processos bioquímicos, comoCatabolismo, Assim,anabolismoe a produção de energia.Vitaminas aeKsão duas vitaminas solúveis em gordura que atuam como coenzimas ou cofatores, enquanto todas as enzimas solúveis em água podem atuar como cofatores ou coenzimas.Além de sua ação como cofatores, as vitaminas têm um papel crítico em vários processos vitais, como a produção de hormônios, a integridade do colágeno nos ossos, coagulação do sangue e visão adequada.
Exemplos de coenzimas
As coenzimas não são específicas para os substratos; em vez disso, atuam como transportadora dos produtos de reação.As coenzimas são regeneradas para serem reutilizadas.Um exemplo importante de coenzimas énicotinamida adenina dinucleotídeo(Nad) que é usado para ativar odesidrogenase láticaenzima.
Na desidrogenação do piruvato para o lactato, o próprio NAD é reduzido pela aceitação de átomos de hidrogênio para reações catalíticas, enquanto algumas enzimas requerem o fosfato de dinucleotídeo de nicotinamida adenina (NADP) que é reduzido também.
Para a síntese deesteróides, NADP coenzima é necessária.A enzima reduzida é, então, reoxidada, transferindo o hidrogênio introduzido ao longo de uma cadeia de aceitadores de hidrogênio a ser combinado com o oxigênio molecular formando uma molécula de água.
O NAD+ é a primeira molécula que se liga à enzima e é a última molécula a não ser ligada ao complexo.Portanto, é a etapa limitadora da taxa da reação bioquímica.Como tal, é considerado uma coenzima, não um substrato.
Nicotinamida adenina dinucleotídeo(NAD) enicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato(NADP) ajuda as enzimas que removem hidrogênio (desidrogenases) a ajudar no processo catabólico de aminoácidos, gorduras e carboidratos, bem como nas enzimas que participam da síntese de esteróides, gorduras e outros metabolitos.
Tipos de coenzimas
Algumas enzimas contêm um"Embutido"cofator chamadogrupos protéticoscomoflavoproteínase algunspiridoxina-eEnzimas contendo biotina.Flavoproteínas são enzimas que contêm metal.Eles transferem átomos de hidrogênio para seu grupo protético de suas coenzimas, como o NAD reduzido.Nesses casos, o dinucleotídeo de adenina flavina (FAD), que é um derivado da riboflavina, atua como um grupo protético ao aceitar hidrogênio.Então, a coenzima q reoxídio novamente a flavina para prosseguir noCadeia de transporte de elétronsPara produzir uma molécula de água.A biotina tem um papel na síntese de ácidos graxos;Portanto, espera-se que tenha uma função em hormônios derivados de ácidos graxos, comoprostaglandina.
Existem muitos outros exemplos de coenzimas envolvidas em várias reações bioquímicas.Outro exemplo são as coenzimas envolvidas na remoção de dióxido de carbono (descarboxilação) de um composto para ajudar na quebra de carboidratos para a produção de energia, como a forma ativa de vitamina B1,tiamina.Outros carregam hidrogênio para servir em reações de oxidação que produzem energia a partir de nutrientes de alta energia.Formas de coenzima de vitamina B12 chamadasfosfato piridoxal(PLP) efosfato de piridoxamina(PMP) atuam como cofatores para cerca de 120 enzimas, p.sintetases, racemases, enzimas de clivagem, descarboxilases,eTransaminases.PLP e PMP participam de diferentes processos metabólicos de aminoácidos.
Coenzima aé essencial para o metabolismo de ácidos graxos, aminoácidos, carboidratos e outras moléculas biológicas.Ele contémácido pantotênico(PA), que é uma forma de vitamina B. pa também participa deSíntese de ácidos graxosComo umcofator de proteína por transportadora de acil.As formas de coenzima de vitamina B12 participam da síntese demetionina(aminoácido).
Biocitinaé a coenzima da biotina.Auxilia em várias reações de carboxilação de ácidos graxos e aminoácidos para facilitar seu metabolismo.Além disso, a biocitina tem um papel na formação deuréia.A forma de folato da coenzima carrega uma unidade de um carbono necessária para a conversão de aminoácidos parapirimidinaePurinaBases necessárias para a formação de DNA e RNA.
O ácido ascórbico é um cofator de hidroxilases.Eles hidroxilaselisinae proline para manter a integridade deColágenoestrutura;Além disso, eles hidroxilasecolesteróispara a formação de ácidos biliares, bem como otirosinahidroxilação para formar o hormônionoradrenalina.
A forma de aldeído de vitamina A, retinol, serve como um cofator para apoproteínas encontradas no olho.As apoproteínas são responsáveis pela visão em luz fraca.Eles também estão envolvidos na luz brilhante e na visão de cores na retina.
Tabela 1: vitaminas como exemplos de coenzimas.
Vitaminas solúveis em água | Coenzima | Função da coenzima |
---|---|---|
vitamina b1 (tiamina) | pirofosfato de tiamina | reações de descarboxilação |
vitamina b2 (riboflavina) | mononucleotídeo flavina ou flavina adenina dinucleotídeo | reações de redução de oxidação envolvendo dois átomos de hidrogênio |
vitamina b3 (niacina) | nicotinamida adenina dinucleotídeo ou nicotinamida adenina dinucleotídeo fosfato | reações de redução de oxidação envolvendo o íon hidreto (h−) |
vitamina b6 (piridoxina) | fosfato piridoxal | Variedade de reações, incluindo a transferência de grupos amino |
vitamina b12 (Cianocobalamina) | metilcobalamina ou desoxiadenoxilcobalamina | Reações de rearranjo intramoleculares |
Biotina | Biotina | reações de carboxilação |
ácido fólico | tetra -hidrofolato | Portador de unidades de um carbono, como o grupo formil |
ácido pantotênico | coenzima a | portador de grupos acil |
vitamina C (ácido ascórbico) | nenhum | antioxidante;Formação de colágeno, uma proteína encontrada em tendões, ligamentos e ossos |
Crédito: dados deQuímica Libretexts, Assim,CC por NC-SA
Funções de coenzimas
Minerais e vitaminas desempenham um papel importante nas vias anabólicas e catabólicas que levam à síntese de biomoléculas como lipídios, ácidos nucleicos, proteínas e carboidratos como coenzimas ou cofatores.
- Vitaminas como coenzimas:A forma de metabólito de vitamina A, ácido retinóico, funciona como regulador dos genes, portanto, é muito importante para o desenvolvimento normal das células.A vitamina K é uma coenzima para enzimas que se movem-grupos de CO2 (g-carboxilases).O grupo carboxílico liberado se liga ao cálcio, esta etapa é importante para a formação da osteocalcina, uma proteína importante para a remodelação óssea.Além disso, é importante para a formação deprotrombina, que desempenha um papel crucial na coagulação do sangue.
- Minerais como cofatores e catalisadores:Os minerais podem funcionar em processos biológicos como cofatores e catalisadores.Quando os minerais atuam como catalisadores, eles não se integram a uma enzima ou seu substrato.No entanto, eles aceleram a reação bioquímica entre a enzima e seu substrato.Alternativamente, quando os minerais atuam como cofatores, eles se tornam parte da enzima ou estrutura proteica essencial para que a reação bioquímica prossiga.Os minerais que atuam como cofatores incluemmanganês, selênio, magnésio,emolibdênio.Alguns minerais, comocobalto, iodo, cálcio,efósforo, atue como cofatores para certas proteínas não enzimáticas.Outros, comocobre, zinco,eferro,Atuar como cofatores para proteínas não enzimáticas e enzimáticas.
Deficiência de vitamina
Em condições normais, a taxa de reação é diretamente proporcional à concentração da enzima.Portanto, a alta concentração do substrato e a enzima resulta em uma alta taxa de rotatividade de produtos, semelhante às reações químicas catalisadas, as reações enzimáticas são reversíveis.No entanto, em condições normais, as reações enzimáticas prosseguem de uma maneira apenas, pois os produtos são consumidos regularmente pela seguinte enzima na via das reações bioquímicas.No caso de deficiências vitamínicas, falta as coenzimas necessárias para as reações bioquímicas, portanto, os produtos das reações se acumulam no corpo e podem levar à reversão da reação.
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Leitura adicional
- Atividade proteica e metabolismo celular - tutorial online de biologia
Referências
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- Palmer, T. (2001).A natureza química da catálise enzimática, enzimas: bioquímica, biotecnologia e química clínica.Westergate, Inglaterra: Horwood Publishing Limited, Coll House, 191-222.