Основные коферменты

Коферменты окислительно-восстановительных реакций

Эти коферменты функционируют совместно с оксидоредуктазами — ферментами, катализирующими перенос электронов и протонов. Ключевыми представителями этой группы являются производные нуклеотидов и специфические кислоты.

• Никотинамидадениндинуклеотид (NAD+). Это главный кофермент анаэробных дегидрогеназ. Он необходим для работы таких ферментов, как лактатдегидрогеназа (ЛДГ), малатдегидрогеназа и алкогольдегидрогеназа.
• Никотинамидадениндинуклеотидфосфат (NADP+). В отличие от NAD+, этот кофермент специализируется на дегидрогеназах пентозного цикла и редуктазах, участвующих в синтезе липидов. Примеры ферментов: глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, синтаза жирных кислот и глутатионредуктаза.
• Флавинадениндинуклеотид (FAD). Работает с аэробными дегидрогеназами и оксидазами. Важнейшие примеры: сукцинатдегидрогеназа, ацил-КоА-дегидрогеназа и ксантиноксидаза.
• Флавинмононуклеотид (FMN). Встречается в структуре НАДН-дегидрогеназы (это I комплекс дыхательной цепи), а также работает с оксидазой L-аминокислот.

Кроме нуклеотидов, в окислительно-восстановительных реакциях участвуют:

1. Липоевая кислота (в форме липоамида). Она необходима для окислительного декарбоксилирования $\alpha$-кетокислот. Работает в составе пируватдегидрогеназного комплекса (субъединица Е2) и $\alpha$-кетоглутаратдегидрогеназного комплекса.
2. Аскорбиновая кислота (аскорбат). Выступает коферментом для гидроксилаз (реакции гидроксилирования). Яркие примеры — пролилгидроксилаза, критически важная для синтеза коллагена, и дофамин-$\beta$-гидроксилаза.

Коферменты переноса групп (Трансферазы)

Данная группа коферментов обеспечивает перенос различных углеродных радикалов от одной молекулы к другой. Они работают в паре с классом трансфераз.

• Тетрагидрофолиевая кислота (ТГФК). Специализируется на переносе одноуглеродных групп, таких как метильные и метиленовые. Без ТГФК невозможна работа тимидилатсинтазы и метионинсинтазы.
• Кофермент А (КоА-SH, кофермент ацилирования). Главный переносчик ацильных (кислотных) групп. Он функционирует с ацилтрансферазами. Встречается в работе пируватдегидрогеназного комплекса, тиолазы и ацил-КоА-синтетазы.
• Тиаминдифосфат (ТДФ). Этот кофермент имеет двойную функцию. С одной стороны, он работает с трансферазами, осуществляя перенос гликольальдегидной группы (например, в транскетолазе пентозофосфатного пути). С другой стороны, ТДФ выступает коферментом оксидоредуктаз при декарбоксилировании $\alpha$-кетокислот, являясь частью пируватдегидрогеназы (субъединица Е1).

Коферменты с множественным или специфическим действием

Некоторые коферменты обладают узкой специализацией или, наоборот, способны обслуживать сразу несколько классов ферментов.

Пиридоксальфосфат (ПФ) — один из самых универсальных коферментов. Он участвует в работе сразу трех классов ферментов:

• Трансферазы: обслуживает аминотрансферазы, такие как АЛТ (аланинаминотрансфераза) и АСТ (аспартатаминотрансфераза).
• Лиазы: работает с декарбоксилазами (например, глутаматдекарбоксилазой).
• Изомеразы.

Биотин. В организме функционирует в виде биоцитина (биотин, прочно связанный с остатком аминокислоты лизина). Это строго специфичный кофермент лигаз (карбоксилаз). Его главная задача — присоединение молекулы углекислого газа ($CO_2$). Важнейшие ферменты, использующие биотин: пируваткарбоксилаза и ацетил-КоА-карбоксилаза.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Строение и принципы работы пируватдегидрогеназного комплекса
• Окислительное декарбоксилирование $\alpha$-кетокислот
• Механизм реакций трансаминирования с участием АЛТ и АСТ
• Роль аскорбата в синтезе коллагена (реакции гидроксилирования)

Другие темы раздела «Энзимология»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.