La plupart des enzymes pour la mise en œuvre de l'activité catalytique ont besoin d'éléments auxiliaires - cofacteurs. Ces substances ne sont pas de nature protéique et ne font pas toujours partie de la structure de la molécule enzymatique. Le complexe fonctionnel d'une protéine et d'un cofacteur est appelé holoenzyme, et seule la partie protéique est appelée apoenzyme. Un cofacteur qui fait partie en permanence d'une enzyme et qui lui est lié par des liaisons covalentes est appelé groupe prosthétique.
Dans un sens plus large, un cofacteur est un groupe supplémentaire dans toute protéine complexe qui la maintient dans un état fonctionnel. Dans les protéines enzymatiques, les cofacteurs peuvent être directement impliqués dans la réaction de catalyse.
Caractéristiques et types de cofacteurs
Les cofacteurs sont des substances de faible poids moléculaire qui sont chimiquement divisées en 2 grands groupes:
- ions de métaux divalents (zinc, magnésium,potassium, cuivre, manganèse, fer, etc.);
- coenzymes - composés organiques non protéiques.
À leur tour, les coenzymes sont divisées en vitamines avec leurs dérivés et composés de nature non vitaminique. Ces derniers incluent:
- UDP-glucose;
- nucléotides;
- métalloporphyrines;
- FAD, OVER+, NADP+;
- glutathion;
- ubiquinone;
- S-adénosylméthionine.
Les cofacteurs peuvent former des liaisons covalentes fortes et faibles avec des enzymes. Certains groupes interagissent avec la partie polypeptidique si fortement qu'il est difficile de les séparer, même chimiquement.
Difficultés à définir les notions de "cofacteur" et "coenzyme"
Au sens étroit, les cofacteurs sont des ions métalliques et les coenzymes sont des groupes de nature organique. Si l'on considère ces éléments du point de vue de leur signification fonctionnelle, alors le cofacteur ne participe pas à la réaction de catalyse, et n'est donc pas une coenzyme. Dans une interprétation généralisée, une coenzyme est un cas particulier de cofacteur.
Un tel nombre d'interprétations est dû au fait que dans la biochimie moderne, ces termes sont des concepts ambigus qui n'ont pas de définition universelle.
Le rôle biologique des cofacteurs
Les cofacteurs enzymatiques peuvent remplir diverses fonctions, notamment:
- participation à la formation et à la stabilisation des conformations tertiaires et quaternaires;
- stabilisation du substrat ou du centre catalytique, assurantcomplémentarité entre eux;
- participation à la catalyse en tant que substrat supplémentaire;
- régulation de l'activité enzymatique;
- participation aux réactions redox.
Indépendamment du mécanisme d'action et de la nature chimique du cofacteur, en son absence, l'enzyme ne peut exercer une activité catalytique. Cependant, il existe un petit groupe d'enzymes dont le fonctionnement n'est pas lié à des cofacteurs.
