辅酶、辅基与酶的那些事儿

临床医师

一、酶的分子组成：
酶按分子组成，分为单纯酶（simple enzyme）和结合酶(conjugated enzyme)。
单纯酶：仅含有蛋白质的酶称为单纯酶，如淀粉酶、蛋白酶、脂酶、核酸酶等。
结合酶：由蛋白质和非蛋白质两部分组成，其中，蛋白部分称为酶蛋白（apoenzyme），非蛋白部分称为辅助因子（cofactor）。
酶蛋白主要决定酶促反应的特异性及催化机制，辅助因子主要决定酶促反应的性质及类型。
二、辅助因子
辅助因子按其与酶蛋白结合的特点，分为辅酶（coenzyme）和辅基（prosthetic group）。
辅助因子多为小分子有机化合物（多为B族维生素及其衍生物或卟啉化合物）或金属离子，在酶促反应中，主要参与电子、质子或基团的转运作用。
1、辅酶：
辅酶与酶蛋白结合疏松，可用透析或超滤等方法除去。辅酶在酶促反应中起载体作用，传递电子、质子或其它基团。例如：辅酶I（NAD+）、辅酶II（NADP+）分子中含有烟酰胺（又称为尼克酰胺、或维生素B3、或维生素PP），在反应中转移H+和电子。



NAD+ 和 NADP+ 的结构



氧化还原反应发生在烟酰胺的五价氮和三价氮之间

部分辅酶含有的维生素及其在酶促反应中的作用见下表。



小分子有机化合物在催化中的作用

2、辅基：
辅基多为金属离子，如K++、Na+、Ca2+、Mg2+、Cu2+(Cu+)、Zn2+、Fe3+(Fe2+)、Mn2+、Mo2+ 等。
有的金属离子与酶蛋白结合紧密，不易用透析或超滤等方法除去，这类酶称为金属酶（metalloenzyme），例如：过氧化物酶的活性中心含有Fe3+ (Fe2+)，是催化反应必需的，而并非是连接酶与底物的“桥梁”。
有的金属离子虽是酶的活性中心所必需的，但与酶可逆结合，在提取过程中易丢失，这类酶称为金属激活酶（metal activated enzyme），其中的金属离子可以作为连接酶与底物的“桥梁”，例如：己糖激酶催化葡萄糖磷酸化时需要Mg2+，细胞色素氧化酶需要Cu2+。
金属离子作为酶辅基的主要作用是：
（1）稳定酶的构象；
（2）参与催化反应，传递电子；
（3）在酶与底物间起桥梁作用；
（4）中和阴离子，降低反应中的静电斥力等。金属
下表列出部分金属酶或金属激活酶。



部分金属酶或金属激活酶


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