Concetti Chiave
- I cofattori enzimatici sono molecole essenziali per l'azione catalitica degli enzimi, includendo coenzimi organici e ioni inorganici come Ca2+, Mg2+, Zn2+, e Fe2+.
- I coenzimi possono essere legati permanentemente all'enzima, formando gruppi prostetici, e insieme all'apoenzima formano l'oloenzima attivo.
- I coenzimi piridinici, come NAD e NADP, sono derivati dalla vitamina B3 e partecipano a reazioni di ossido-riduzione nei processi metabolici.
- I coenzimi flavinici, come FAD, derivano dalla vitamina B2 e agiscono come agenti ossidanti nelle reazioni biologiche, riducendosi a FADH2.
- Il coenzima A trasporta gruppi acetilici e acilici, derivando dalla vitamina B5, ed è cruciale per reazioni nei mitocondri prima del ciclo di Krebs.
Ruolo dei cofattori enzimatici
L’azione catalitica svolta dagli enzimi richiede spesso l’intervento di altre molecole, dette cofattori, che possono essere:
• molecole organiche, di natura non proteica, dette coenzimi;
• ioni inorganici (Ca2+, Mg24“, Zn2+, Fe2+, ...).
I coenzimi sono molecole organiche non proteiche, necessarie allo svolgimento di una reazione catalizzata da enzimi. Quando i coenzimi sono legati in modo permanente all’enzima sono detti gruppi prostetici. L’insieme dell’enzima cataliticamente attivo e dei suoi cofattori prende il nome di oloenzima; la parte proteica dell’enzima è chiamata apoenzima o apoproteina.
I coenzimi agiscono trasportando elettroni o gruppi chimici specifici, per esempio atomi di idrogeno, ioni idruro, gruppi amminici, gruppi acilici e così via. Tratteremo qui di seguito alcuni fra i coenzimi più importanti.
I coenzimi piridinici
Coenzimi piridinici e loro funzioni
I coenzimi piridinici sono caratterizzati dalla presenza nella loro molecola della nicotinammide, nota anche come vitamina B3, niacinammide o vitamina PP, di cui sono ricchi il lievito di birra, le carni, il pesce e le arachidi Q. I coenzimi piridinici sono il NAD e il NADP.
Il NAD (nicotinammide adenina dinucleotide) è un trasportatore di elettroni, che funge da coenzima nelle reazioni metaboliche di ossido-riduzione. Può presentarsi in due forme: una ossidata (NAD+) e una ridotta (NADH). La forma ossidata NAD+ è un agente ossidante, mentre la forma ridotta è un agente riducente. Le due forme sono interconvertibili mediante il trasferimento di 2 ioni idrogeno e 2 elettroni (o 2 atomi di idrogeno). NAD+ è ridotto a NADH, mentre NADH è ossidato a NAD+ Q.
La reazione di conversione del piruvato in lattato, catalizzata dall’enzima lattato deidrogenasi, avviene in presenza di un cofattore. La reazione è una riduzione e il coenzima coinvolto è il NAD, che dalla forma NADH è ossidato a NAD+.
Il NADP è un coenzima che, analogalmente al NAD, partecipa alle reazioni metaboliche di ossido-riduzione. La sua formula di struttura differisce dal NAD per la presenza di un gruppo fosfato esterificato al gruppo ossidrilico del C-2 del ribosio legato all’adenina. Può esistere nella forma ossidata NADP+ e in quella ridotta NADPH. Quest’ultimo è un donatore di elettroni che agisce come coenzima nelle biosintesi riduttive. La sua formazione avviene nella via del pentoso fosfato, nella quale il glucosio-6-fosfato è ossidato a ribosio-5-fosfato.
Coenzimi flavinici
I coenzimi flavinici derivano dalla vitamina B2 o riboflavina, una vitamina importante per la salute della pelle, delle mucose e degli occhi.
Ne sono ricchi le verdure a foglia verde, il latte, le uova e le carni. Uno dei coenzimi flavinici è il FAD (flavin adenina dinucleotide), che opera come agente ossidante nelle reazioni biologiche. Si riduce da FAD a FADH2 per trasferimento di due atomi di idrogeno (o due ioni idrogeno e due elettroni).
Il coenzima A
Funzione del coenzima A
II coenzima A è un trasportatore di gruppi acetilici (CH3CO—) o altri gruppi acilici (RCO—). Deriva dall’acido pantotenico, noto come vitamina B5, largamente diffusa in natura. La sua formula di struttura contiene un gruppo tiolico (—SH) , al quale si può legare il gruppo acetilico; il prodotto prende il nome di acetil-coenzima A o semplicemente acetil-CoA, che è un donatore di gruppi acetilici. Questa molecola è coinvolta in reazioni metaboliche che si svolgono nei mitocondri, prima del ciclo di Krebs.
Domande da interrogazione
- Qual è il ruolo dei cofattori enzimatici nelle reazioni catalitiche?
- Quali sono le caratteristiche principali dei coenzimi piridinici?
- Come si differenziano il NAD e il NADP?
- Qual è la funzione del coenzima A nelle reazioni metaboliche?
- Da quale vitamina derivano i coenzimi flavinici e qual è la loro funzione?
I cofattori enzimatici, che possono essere coenzimi organici o ioni inorganici, sono essenziali per l'azione catalitica degli enzimi, facilitando il trasporto di elettroni o gruppi chimici specifici.
I coenzimi piridinici, come il NAD e il NADP, contengono nicotinammide e partecipano alle reazioni di ossido-riduzione, con il NAD che funge da trasportatore di elettroni e il NADP coinvolto nelle biosintesi riduttive.
Il NAD e il NADP differiscono per la presenza di un gruppo fosfato nel NADP, che lo rende adatto a partecipare a biosintesi riduttive, mentre il NAD è principalmente coinvolto in reazioni di ossido-riduzione.
Il coenzima A trasporta gruppi acetilici o acilici, formando acetil-CoA, che è cruciale nelle reazioni metaboliche nei mitocondri, specialmente prima del ciclo di Krebs.
I coenzimi flavinici derivano dalla vitamina B2 o riboflavina e agiscono come agenti ossidanti nelle reazioni biologiche, riducendosi da FAD a FADH2 tramite il trasferimento di atomi di idrogeno.
Accedi a tutti gli appunti
Tutor AI: studia meglio e in meno tempo
