常見的輔酶功能特點介紹

常見的輔酶

硫胺素

即維生素B1。它在生物體內(nèi)的輔酶形式是硫胺素焦磷酸 (TPP)。

硫胺素焦磷酸過去也稱為輔羧酶。它在動物糖代謝中起著重要作用，例如丙酮酸在脫羧作用時需要它。在TPP缺少的情況下，代謝中間物丙酮酸不能順利脫羧會積聚于血液和組織中而出現(xiàn)神經(jīng)炎癥狀。TPP 還是其他酶例如 -酮酸氧化酶、轉(zhuǎn)酮醇酶的輔酶。TPP催化的酶反應(yīng)還需要有鎂離子的存在。

煙酰胺

是一系列酶類的輔酶的前體。

很早就知道煙酰胺可以防止糙皮病。1904年已知酒精發(fā)酵時不能缺少一種叫輔酶Ⅰ的物質(zhì)，1933年這種輔酶Ⅰ被分離出來。1934年德國生化學家O.瓦爾堡又分離出一個與輔酶Ⅰ相近似的物質(zhì)，稱為輔酶Ⅱ，并證實了煙酰胺是這兩種輔酶的組成部分，已經(jīng)弄清楚輔酶Ⅰ的化學組成是煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD），輔酶Ⅱ的化學組成為煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP）。

以NAD和NADP為輔酶的酶，稱為吡啶核苷酸（或煙酰胺核苷酸）連接的脫氫酶。這些酶催化細胞內(nèi)的氧化還原反應(yīng)。一般說來，與NAD相連的脫氫酶類通常與呼吸過程有關(guān)，而與NADP相連的則與生物合成反應(yīng)有關(guān)。

輔酶I（NAD）

化學名為煙酰胺腺嘌呤二核甘酸或二磷酸煙苷，在哺乳動物體內(nèi)存在氧化型（NAD+）和還原型（NADH）兩種狀態(tài)，是人體氧化還原反應(yīng)中重要的輔酶。同時，它是NAD+依賴型ADP核糖基轉(zhuǎn)移酶的唯1底物，這類酶在體內(nèi)主要有三種：1.ADP核糖基轉(zhuǎn)移酶或聚核糖基聚合酶（PARP）；2.環(huán)ADP核糖合成酶(cADPR synthases) ；3.III蛋白型賴氨酸去乙?；窼irtuins。這類酶將輔酶I（NAD+）作為底物分解成ADP核糖和煙酰胺（Nam），在不同細胞中發(fā)揮不同生理功能  。

核黃素

即維生素B2。參與組成兩種輔酶，是細胞內(nèi)的氧化還原系統(tǒng)的主要成分，它們是黃素單核苷酸(FMN)和黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。

FMN和FAD是一系列黃素連接的氧化還原酶或稱為黃素蛋白類的輔酶，從它們與酶蛋白結(jié)合緊密的程度來說，也可認為是輔基。這些酶中有的除了FMN或FAD外，還需要一些金屬輔助因子，如鐵或鉬離子等。因此它們被稱為金屬黃素蛋白。這些酶催化一系列可逆或不可逆的細胞中的氧化還原反應(yīng)。

吡哆醛及其衍生物

吡哆醛、吡哆胺和吡哆醇總稱為維生素B6。維生素B6參與形成兩種輔酶，即吡哆醛磷酸和吡哆胺磷酸。

需要吡哆醛磷酸或吡哆胺磷酸作為輔酶的酶在氨基酸代謝中特別重要，催化轉(zhuǎn)氨、脫羧以及消旋作用等。

輔酶的功能特點

某些為催化活性所必需的，與酶蛋白疏松結(jié)合的小分子量的有機物質(zhì)。一部分酶除蛋白質(zhì)部分外，尚含有對它們的功能直接有關(guān)的一些無機或有機成分，這些成分統(tǒng)稱為酶的輔因子，如果缺少這些成分，酶就顯不出活性。

輔因子包括金屬離子和一些分子量不大的有機化合物。一般常見的金屬離子有鋅離子(Zn()、鎂離子(Mg()、鐵離子(Fe()、銅離子(Cu()等，例如醇脫氫酶含鋅、精氨酸酶含錳、而多酚氧化酶則含銅等。

與酶蛋白結(jié)合很松弛，用透析和其它方法很易將它們與酶分開的稱為輔酶（Coenzyme）——還有激活劑與輔基之分。輔酶盡管不同于酶的底物，但在作用方式上和底物類似，在酶反應(yīng)過程中與酶結(jié)合、分離及反復(fù)循環(huán)。輔酶用量確定可將它們按底物處理。例如乳酸脫氫酶中輔酶按底物動力學方程計算。

有不少酶既含有金屬輔因子也含有輔酶。許多輔酶是或維生素的衍生物。作為輔酶的B族維生素及其衍生物

20世紀前50年在維生素研究中的突出成就就是分離和鑒定了許多維生素（特別是B族維生素）并闡明了它們在人體內(nèi)的作用。發(fā)現(xiàn)不少維生素類(特別是B族維生素或其衍生物)是有機體中一些重要酶類的輔酶，它們的需要量雖不多但必須從食物中攝取。

在幾種重要的代謝反應(yīng)中起作用。在二羧酸的異構(gòu)作用中，例如在谷氨酸轉(zhuǎn)化為甲基天冬氨酸的酶促反應(yīng)中，在乙二醇和甘油轉(zhuǎn)化為醛類，生物合成甲基基團以及核苷的合成中需要輔酶B12。根據(jù)酶催化反應(yīng)最適條件的要求，原則上在酶測定體系中應(yīng)加入一定量的輔助因子。脫輔基酶蛋白與輔基孵育一段時間后，酶活性才會恢復(fù)，因此，往往需要樣品與試劑中的輔基先預(yù)孵育的過程。輔基的用量往往較少。

輔酶盡管不同于酶的底物，但在作用方式上和底物類似，在酶反應(yīng)過程中與酶結(jié)合、分離及反復(fù)循環(huán)。輔酶用量的確定可將它們按底物處理。例如乳酸脫氫酶中輔酶按雙底物動力學方程計算。

激活劑（activator）的化學本質(zhì)是金屬離子，可以是酶的活性中心，也可以通過其他機制激活酶的活性。作為激活劑的金屬離子，其影響酶促反應(yīng)的動力學更加復(fù)雜。最常見的是二價金屬離子如Mg2+、Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+等。重金屬離子大多是酶的變性劑。金屬離子之間往往存在相互拮抗或相互抑制。在酶測定體系中經(jīng)常加入EDTA目的是螯合一部分非必要的離子。合適的金屬離子濃度是必要的，過量的離子往往抑制酶反應(yīng)速度。由于激活劑的動力學往往與酶的動力學不同，這就可以解釋不同的樣品與反應(yīng)液的比例，造成酶活性測定結(jié)果的不呈比例。N-乙酰半胱氨酸對肌酸激酶的激活作用與此類似。激活劑的用量一般通過反復(fù)實驗來確定。