Koenzymy i grupy prostetyczne
nieaminokwasowe, drobnoczÄ…steczkowe grupy chemiczne,
różna budowa  nukleotydy, witaminy, związki hemu, pochodne cukrów, pochodne
kwasów tłuszczowych,
odporne na ogrzewanie,
łączą się z białkiem różnymi wiązaniami: kowalencyjnymi, wodorowymi, jonowymi,
przez siły Van der Waalsa; często przez metal, przeważnie dwuwartościowy (Mg, Mn,
Zn), np. dehydrogenaza alkoholowa
koordynacyjnie zwiÄ…zany metal grupa prostetyczna
Rola koenzymów polega na przenoszeniu grup funkcyjnych, atomów wodoru lub
elektronów z odpowiedniego donora na akceptor.
Koenzymy przenoszÄ…ce H:
NAD+, NADP+;
FMN, FAD
Koenzym Q (CoQ)
Koenzymy przenoszące inne grupy niż H:
ATP i zwiÄ…zki pokrewne
koenzym A (CoA)
Pirofosforan tiaminy
Fosforan pirydoksalu
 Kwas tetrahydrofoliowy
Biotyna
Koenzymy kobamidowe
Różnice między koenzymem a grupą prostetyczną:
Siła wiązania z apoenzymem:
a. grupa prostetyczna - trwale zwiÄ…zana (kowalencyjnie)
(np.: oksydaza cytochromowa, katalaza, peroksydaza, flawoproteiny, enzymy
biotyno-zależne, enzymy zależne od kwasu liponowego)
b. koenzym - luz
no związany (niekowalencyjnie), można go łatwo oddzielić od
apoenzymu (np.: dehydrogenazy zależne od koenzymów
nikotynamidoadeninowych)
Witaminy
- związki o działaniu regulatorowym, niezbędne do prawidłowego
funkcjonowania organizmu
- funkcja witamin: udział w syntezie koenzymów
- z
ródła witamin:
dieta
drobnoustroje przewodu pokarmowego - B1 (tiamina), B6 (pirydoksyna),
B12 (kobalamina), B3 (PP, nikotynamid), B7 (biotyna), B11 (kwas foliowy)
Koenzymy witaminowe
Koenzymy nikotynamidowe (pirydynowe)
- współdziałanie z oksydoreduktazami (dehydrogenazami)
+
obejmujÄ…: I) dinukleotyd nikotynamido-adeninowy (NAD )
+
II) fosforan dinukleotydu nikotynamido-adeninowego (NADP )
+
- witamina B3, nikotynamid, amid niacyny (PP) jest elementem składowym NAD i
+
NADP
Budowa NAD+, NADP+
- grupa czynna NAD+, NADP+: amid kwasu nikotynowego (amid niacyny)
Udział NAD+ w procesach utleniania substratu (redukcja NAD+ do NADH+H+)
+ +
Przykłady reakcji oksydacyjno-redukcyjnych z udziałem NAD i NADP
y
ródła witaminy PP
- dieta (drożdże, pokarmy zwierzęce, roślinne),
- flora bakteryjna przewodu pokarmowego
- katabolizm tryptofanu (pokrywa zaledwie 10% zapotrzebowania)
Skutki niedoboru witaminy PP
pelagra = choroba 3D  dermatitis, diarrhea, dementia
" zapalenie skóry (odkryte części ciała)
" biegunka
" otępienie
Koenzymy flawinowe
- funkcja oksydacyjno-redukcyjna
- obejmujÄ…:I) mononukleotyd flawinowy (FMN)
II) dinukleotyd flawino-adeninowy (FAD)
- witamina B2 (ryboflawina) jest substratem do biosyntezy FMN i FAD
Budowa FMN i FAD
- grupa czynna: dimetyloizoalloksazyna (składnik ryboflawiny, witaminy B2)
Udział FMN i FAD w utlenianiu substratów
Przykłady reakcji oksydacyjno-redukcyjnych zależnych od koenzymów flawinowych
y
ródła witaminy B2
- pokarmy zwierzęce: mleko, wątroba, nerki
- pokarmy roślinne: kiełkujące ziarna zbóż, wiele warzyw
Przyczyny niedoboru witaminy B2
- stosowanie diety ubogiej w tÄ™ witaminÄ™
- fototerapia noworodków z hiperbilirubinemią (promieniowanie UV inaktywuje witaminę
B2).
Skutki niedoboru witaminy B2
- stany zapalne błon śluzowych (pękanie kącików warg)
- stany zapalne skóry twarzy, ramion, tułowia
- zmiany łojotokowe skóry
Pirofosforan tiaminy (DPT)
- jest ufosforylowanÄ… witaminÄ… B1
- centrum reaktywne: C-2 pierścienia tiazolowego
Udział DPT w metabolizmie
- dekarboksylacja oksydacyjna ą-ketokwasów (pirogronowy, ą-ketoglutarowy),
- cykl pentozofosforanowy (koenzym transketolaz)
y
ródła witaminy B1
wszystkie pokarmy roślinne i zwierzęce  głównie niezłuszczone ziarna zbóż, wątroba, serce,
nerki, drożdże.
Przyczyny niedoboru witaminy B1
- stosowanie diety ubogiej w tÄ… witaminÄ™
- alkoholizm (wypłukiwanie z organizmu)
- żywienie pozajelitowe, upośledzenie wchłaniania
- zażywanie antybiotyków, chemioterapeutyków
- spożywanie dużych ilości czarnej kawy
- działanie wysokiej temperatury (gorączka)
- przetwarzanie pokarmów w wysokiej temperaturze (degradacja wit. B1).
Skutki niedoboru witaminy B1
- niedobór związków wysokoenergetycznych ujawniający się w układzie krążenia,
przewodzie pokarmowym, OUN,
- choroba beri-beri (porażenie nerwów obwodowych i atrofia mięśni kończyn dolnych)
- zespół Wernickiego  Korsakowa (występuje głównie u alkoholików)
Koenzym A (CoA, CoA-HS)
- zawiera kwas pantotenowy, witaminÄ™ B5
- grupa czynna: grupa SH tioetanoloaminy (pochodnej cysteiny)
- zawiera ²
²-alaninÄ™ (aminokwas niebiaÅ‚kowy)
²
²
Udział CoA w metabolizmie
- aktywacja kwasów tłuszczowych
- degradacja kwasów tÅ‚uszczowych przez ²-oksydacjÄ™
- dekarboksylacja oksydacyjna ą-ketokwasów
- procesy degradacyjne niektórych aminokwasów
- biosynteza hemu (bursztynylo~CoA)
- cykl Krebsa
- biosynteza cholesterolu i ciał ketonowych
y
ródła witaminy B5
- wszystkie pokarmy roślinne i zwierzęce: żółtka jaj, wątroba, nerki, drożdże, brukselka,
mleko.
Skutki niedoboru witaminy B5
- zaburzenia procesów rogowacenia naskórka (nadmierne rogowacenie i złuszczanie,
zaburzenia w pigmentacji)
Fosforan pirydoksalu (PLP)
- jest ufosforylowanÄ… witaminÄ… B6
Funkcje koenzymatyczne PLP
1. Zasadnicza rola w przemianach aminokwasów:
- transaminacja
- dekarboksylacja i tworzenie amin biogennych
- deaminacja seryny, treoniny
2. UdziaÅ‚ w biosyntezie porfiryn (powstawanie kwasu ´-aminolewulinowego)
- niedobór witaminy B6 - niedokrwistość mikrocytarna z hipersyderemią).
3. Kofaktor fosforylazy glikogenowej, enzymu biorącego udział w metabolizmie glikogenu.
y
ródła witaminy B6
- dieta (drożdże, ziarna pszenicy, kukurydza, mleko, jaja, zielone warzywa)
Skutki niedoboru witaminy B6
- zapalenie łojotokowe skóry
- zapalenie jamy ustnej, zajady
- polineuropatie
- zaburzenia psychiczne
Biotyna (witamina B7)
- Stanowi grupę prostetyczną karboksylaz (reakcje przyłączania CO2 i tworzenie grup 
COOH)
Udział biotyny w reakcjach karboksylacji:
- w biosyntezie kwasów tłuszczowych (karboksylaza acetylo~CoA)
- w syntezie szczawiooctanu z pirogronianu w glukoneogenezie (karboksylaza
pirogronianowa)
Skutki niedoboru witaminy B7
- uogólnione zmiany skórne (złuszczające zapalenie skóry)
- przetłuszczanie i wypadanie włosów  biotyna hamuje aktywność gruczołów łojowych oraz
wpływa regulująco na gospodarkę lipidową w skórze
- ogólne wyczerpanie
Kwas tetrahydrofoliowy
- Zredukowana forma kwasu foliowego (witamina B11)
- elementy reaktywne FH4: N  5 i N - 10
Rola FH4 w metabolizmie
Przenoszenie fragmentów jednowęglowych (1 - C)
- metyl ( CH3)
- hydroksymetyl ( CH2OH)
- formyl ( CHO)
- grupa formiminowa ( CH = NH)
- grupa metylenowa ( CH2 )
- grupa metylidenowa ( CH = )
Procesy zależne od FH4
- biosynteza nukleotydów i kwasów nukleinowych
y
ródła witaminy kwasu foliowego:
- drożdże, wątroba, warzywa liściaste
Niedobór kwasu foliowego
- niedokrwistość megaloblastyczna
Koenzym kobamidowy
- pochodna witaminy B12 - kobalaminy
- w centrum pierścienia korynowego znajduje się jon kobaltu
Aktywne koenzymy kobamidowe:
- 5 -deoksyadenozylokobalamina
- metylokobalamina
Metabolizm witaminy B12
- ściśle związany z metabolizmem kwasu foliowego - B12 uczestniczy w cyklu kwasu
foliowego
Niedobór witaminy B12
- niedokrwistość megaloblastyczna
y
ródła witaminy B12:
-flora bakteryjna przewodu pokarmowego
Reakcje enzymatyczne zależne od koenzymu B12
- rekcje izomeryzacja
- metylacja homocysteiny do metioniny
Kwas askorbinowy
Produkt przemiany glukozy w szlaku kwasu uronowego
właściwości redukujące - właściwości antyoksydacyjne usuwanie wolnych
rodników tlenowych
kofaktor hydroksylazy prolilowej w syntezie kolagenu (niedobór szkorbut)
udział w syntezie hormonów sterydowych kory nadnerczy
udział w syntezie kwasów żółciowych
ułatwia wchłanianie jonów Fe2+ (udział w redukcji) w jelicie cienkim