Кофактор

Кофактор — небольшое небелковое (и не производное от аминокислот) соединение (чаще всего ион металла), которое присоединяется к функциональному участку белка и участвует в его биологической деятельности^[1]. Такие белки обычно являются ферментами, поэтому кофакторы называют «молекулами-помощниками», которые участвуют в биохимических превращениях.

Термин "кофермент" был введён в начале XX века и обозначал часть некоторых ферментов, которая легко отделялась от белковой молекулы фермента и удалялась через полупроницаемую мембрану при диализе. Кофакторы классифицируются на неорганические ионы и комплексные органические молекулы, называемые коферментами. Последние обычно являются производными от витаминов. Кофактор, который прочно связан с белком (например, ковалентно), называют простетической группой^[2].

Неактивный фермент без кофактора называют апоферментом, а фермент вкупе с кофактором — холоферментом^[3].

Только в комплексе с кофактором фермент приобретает свои активные свойства и способен участвовать в реакциях.

Неорганические кофакторы

Ионы металлов

Основная статья: Металлопротеины

Часто кофакторами являются ионы металлов. Поэтому в небольших количествах они должны поступать в организм с пищей. Для человека список основных металлов включает железо, марганец, магний, кобальт, медь, цинк, молибден^[4]. Хотя дефицит хрома и вызывает нарушение толерантности к глюкозе, не было найдено ни одного фермента, использующего хром как кофактор^[5][6]. Ещё одним жизненно необходимым элементом для человека является кальций, но кальций связывается с ферментами не в виде иона, а как белок кальмодулин^[7].

Ион	Примеры ферментов, содержащих этот ион
меди	Цитохром с-оксидаза
железа	Каталаза Цитохромы (через Гем) Нитрогеназа Гидрогеназа
магния	Глюкозо-6-фосфатаза Гексокиназа ДНК-полимераза
марганца	Аргиназа
молибдена	Нитратредуктаза Нитрогеназа
никеля	Уреаза
цинк	Алкогольдегидрогеназа ДНК-полимераза

Простой кластер [Fe₂S₂] содержащий два атома железа и два атома серы, координируется четырьмя лигандами белками.

Железосерные кластеры

Основная статья: Железосерные кластеры

Железосерные кластеры — это комплексы железа и серы, связанные с белками. Они играют важную роль в транспорте электронов, окислительно-восстановительных реакциях, и как структурные блоки^[8].

Органические кофакторы

Органические кофакторы или Коферменты — вещества, предшественниками которых являются витамины. Коферменты резко специфичны к определенным реакциям, т.к. имеют определенную структуру. К коферментам относятся биотин (витамин Н), ацетил-S-КоА (пантотеновая кислота), никотинамидные коферменты (ниацин) и др.^[9]