Cofactores enzimáticos (Coenzimas)

Cofactor (Coenzima):

Átomo, ion o molécula que participa en el procesocatalítico sin ser enzima ni substrato.

Los cofactores participan de dos maneras distintas:

1. A través de una fijación muy fuerte a la proteína y salensin ser modificados del ciclo catalítico

2. Como un segundo substrato; salen modificados del ciclocatalítico y por lo general requieren otra enzima para volveral estado original.

Los cofactores enzimáticos suelen ser moléculas complejas,que nuestro organismo no puede sintetizar, por lo general.

Por esa razón muchos cofactores enzimáticos deben ser, entodo en parte, ingresados con la dieta; muchos de ellos son, porlo tanto, vitaminas.

Ni todos los cofactores son vitamínicos ni todas las vitaminasson cofactores enzimáticos

Cofactores de naturaleza vitamínica; ejemplos

1. HidrosolublesTiamina Tiamina pirofosfato B1

Riboflavina Flavinas: FAD, FMN B2

Piridoxal Piridoxal fosfato B6

Cobalamina Coenzimas cobamídicos B12

Ác.Ascórbico Ac. Ascórbico CNicotinamida NAD+, NADP+ PPÁc.Lipoico LipoamidaÁc.Fólico Coenzimas folínicosÁc.Pantoténico Panteteínas (CoA, p.e.)

2. LiposolublesNaftoquinonas -Carboxilación K

Cofactores de naturaleza no vitamínica: ejemplos

Hemo Hemoenzimas, citocromosComplejos Fe-S FerredoxinasQuinonas Tr.electrónico mitocondrial y fotosintéticoGlutatión Redox; transporte de aminoácidosATP Transf.de fosfato y/o de energíaUTP Transf.de grupos glicosídicosPAPS Transf.de grupos sulfatoS-AM Transf.de grupos metiloCarnitina Transportador de grupos acil-

Vitaminas que no forman parte de cofactores enzimáticos

Liposolubles

Retinoides vit. ACalciferoles vit. DTocoferoles vit. E

Cofactores redox

Operan en procesos de transferencia electrónica, a vecescomo aceptores, a veces como donadores.

- Cofactores piridínicos (NAD+, NADP+)- Cofactores flavínicos- Cofactores hemínicos- Ferredoxinas- Quinonas- Ác. Ascórbico- Ác. Lipoico- Glutatión

O

O

HH

OH

H

OH

CH2

H

OP

O

O-

OP

O

O-

OCH2 N

N

N

N

NH2

OH OH

N

CONH2

+

O

O

HH

O

H

OH

CH2

H

OP

O

O-

OP

O

O-

OCH2 N

N

N

N

NH2

OH OH

N

CONH2

P O-O

O-

+

Nicotinamida - Ribosa - P - P - Ribosa - Adenina

NAD+

NADP+

N

CONH2

N

H HCONH2

AH2 A + H+

NAD+, NADP+

(Formas oxidadas)NADH, NADPH

(Formas reducidas)

AH2 + NAD(P)+ A + NAD(P)H + H+

O-P

O

O-

OCH2

C

C

C

CH2

OHH

OHH

OHH

N

NNH

N

H3C

H3C

O

O

Flavina (Isoaloxazina)

Ribitol

Fosfato

Riboflavina(vit. B2)

FMN: Flavin mononucleótido(Riboflavin fosfato)

O

HH

OH

H

OH

CH2

H

OP

O

O-

OP

O

O-

O N

N

N

N

NH2

CH2

C

C

C

CH2

OHH

OHH

OHH

N

NNH

N

H3C

H3C

O

O

FAD: Flavin Adenin Dinucleótido

N

NNH

N

H3C

H3C

O

O

N

NNH

NH

H3C

H3C

O

O

N

NHNH

NH

H3C

H3C

O

O

Forma oxidada

Semiquinona(Radical libre)

Forma reducida

NN Fe++

H3C

CH2

CH3

CH CH2CH2-OOC N

CH3H2C

CH2

COO-

N

H3C CH

CH2

Citocromos

Son proteínas de tamaño pequeño, que operan como transportadores monoelectrónicos debido a una transición

Fe2+ Fe3+

Se distinguen tres tipos:

1. Citocromos A: Alto potencial redox (transportadores terminales)2. Citocromos B: Bajo potencial redox3. Citocromos C: Potencial redox intermedio

(Se distinguen por su espectro característico de absorción)

Citocromo c

O

O

OH

OH

AH2 A

Cofactores quinónicos

Quinona

Hidroquinona

O

O

CH3O

OCH3

CH3

CH3n

Ubiquinona (Coenzima Q)

OO

OHHO

CH2C

HO

HOHO

O

OO

CH2C

HO

HOH

Ácido Ascórbico(vit. C)

A AH2

S S

COOH

S S

CONH

CH Lys

CONH

CH

SH SH

Lys

AH2

A

Lipoamida

Dihidrolipoamida

Ác. Lipoico

COO-

C+H3N H

CH2

CH2

CO NH CH

CH2

SH

CO NH CH2 COOH

Glutatión: -Glu-Cys-Gly(forma reducida, GSH)

COO-

CH3N H

CH2

CH2

CO NH CH CO NH CH2 COO-

CH2

S

COO-

C+H3N H

CH2

CH2

CO NH CH

CH2

S

CO NH CH2 COO-

-Glu-Cys-Gly

S

S

-Glu-Cys-Gly

Glutatión:forma oxidada, GSSG

2GSH + A GSSG + AH2

N

N

H3C

CH2 N+S

H3CCH2 CH2 O P O P O-

O-O-

O O

Tiamina pirofosfato, TPP

N

N

H3C

CH2 N+S

H3CCH2 CH2OH

Tiamina (vit. B1)

N

OH

CH3

HOH2C

CHO

N CH3

HOH2C

CHO

O P

O

O-

O-

Piridoxal (vit. B6)

Piridoxal fosfato

N CH3

HOH2C

CHO

O P

O

O-

O-

N CH3

HOH2C

CH2NH2

O P

O

O-

O-

Piridoxal fosfato Piridoxamina fosfato

N

N

N

N

OH

H2N

N

C NH

O

C H

COO-

CH2

CH2

CO OH

H

n

Ác. Fólico

Pteridina

4-aminobenzoico

Poliglutamato

N

N

N

N

OH

H2N

N

C NH

O

C H

COO-

CH2

CH2

CO OH

H

n

N

N

N

NH

OH

H2N

N

C NH

O

C H

COO-

CH2

CH2

CO OH

H

n

N

N

NH

NH

OH

H2N

N

C NH

O

C H

COO-

CH2

CH2

CO OH

H

n

Folatoreductasa

DHF Reductasa

Ác. Fólico

Ác.Dihidrofólico, DHF

Ác.Tetrahidrofólico, THFMethotrexate

N

N

NH

N

OH

H2N

H2C N

C NH

O

C H

COO-

CH2

CH2

CO OH

n

N

N

NH

N

OH

H2N

N

C NH

O

C H

COO-

CH2

CH2

CO

H

OH

COH

n

N5,N10 Metilen THF

N5 Formil THF

Cobalamina(vit. B12)

NH2COCH2CH2

HH

H CH2OHOH

H

CH3

CH3

H3C CH

CH2

NH

CO

CH2

CH2

NC

H3C

H

HCH3NH2COCH2

H

H3C

NH2COCH2

H3C

CH3

CH2CONH2

CH3

H

H

CH2CH2CONH2

CH3

CH3

CH2CH2CONH2

NN

NN

N

OO

OP

O

O

N

Co+

NHHN

S COOH

NHN

S COOH

C

O

HO

CO2

Biotina

Carboxibiotina

NHHN

S CONH

CH

CO

HN

CH

OC

R

NH

OC

CH

HN

R'Biotinil- proteína

Lys

CH2OH C

CH3

CH3

CHOH CO NH CH2 CH2 COOH

CH2OH C

CH3

CH3

CHOH CO NH CH2 CH2 CO NH CH2 CH2 SH

Ác. Pantoico -Alanina

Ác. Pantoténico

Ác. Pantoténico Cisteamina

Panteteína

O

HH

OH

H

OH

CH2

H

N

N

N

N

NH2

OP

O

O-

OP

O

O-

OH3C CH3

HO H

CN

CN

HS

O

H

O

H

ADPPanteteína

Coenzima A

O

HH

OH

H

O

CH2

H

OP

O

O-

O N

N

N

N

NH2

S

O

O

-O

P O

O-

-O

3’- Fosfoadenil 5’- Fosfosulfato(PAPS)

CH3 N

CH3

CH3

CH2 CHOH CH2 COOH

Carnitina

O

HH

OH

H

OH

CH2

H

OP

O

O-

OP

O

O-

O N

N

N

N

NH2

P

O-O

O-

5’- Adenosina trifosfato (ATP)