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Cofactores enzimáticos (Coenzimas)
Cofactor (Coenzima):
Átomo, ion o molécula que participa en el proceso
catalítico sin ser enzima ni substrato.
Los cofactores participan de dos maneras distintas:
1. A través de una fijación muy fuerte a la proteína y salen
sin ser modificados del ciclo catalítico
2. Como un segundo substrato; salen modificados del ciclo
catalítico y por lo general requieren otra enzima para volver
al estado original.
Los cofactores enzimáticos suelen ser moléculas complejas,
que nuestro organismo no puede sintetizar, por lo general.
Por esa razón muchos cofactores enzimáticos deben ser, en
todo en parte, ingresados con la dieta; muchos de ellos son, por
lo tanto, vitaminas.
Ni todos los cofactores son vitamínicos ni todas las vitaminas
son cofactores enzimáticos
Cofactores de naturaleza vitamínica; ejemplos
1. Hidrosolubles
Tiamina
Riboflavina
Piridoxal
Cobalamina
Ác.Ascórbico
Nicotinamida
Ác.Lipoico
Ác.Fólico
Ác.Pantoténico
Tiamina pirofosfato
Flavinas: FAD, FMN
Piridoxal fosfato
Coenzimas cobamídicos
Ac. Ascórbico
NAD+, NADP+
Lipoamida
Coenzimas folínicos
Panteteínas (CoA, p.e.)
B1
B2
B6
B12
C
PP
2. Liposolubles
Naftoquinonas
g-Carboxilación
K
Cofactores de naturaleza no vitamínica: ejemplos
Hemo
Complejos Fe-S
Quinonas
Glutatión
ATP
UTP
PAPS
S-AM
Carnitina
Hemoenzimas, citocromos
Ferredoxinas
Tr.electrónico mitocondrial y fotosintético
Redox; transporte de aminoácidos
Transf.de fosfato y/o de energía
Transf.de grupos glicosídicos
Transf.de grupos sulfato
Transf.de grupos metilo
Transportador de grupos acil-
Vitaminas que no forman parte de cofactores enzimáticos
Liposolubles
Retinoides
Calciferoles
Tocoferoles
vit. A
vit. D
vit. E
Cofactores redox
Operan en procesos de transferencia electrónica, a veces
como aceptores, a veces como donadores.
- Cofactores piridínicos (NAD+, NADP+)
- Cofactores flavínicos
- Cofactores hemínicos
- Ferredoxinas
- Quinonas
- Ác. Ascórbico
- Ác. Lipoico
- Glutatión
CONH2
+
N
O
CH2
OH
OH
O
O-
O
NAD+
N
O P O P O CH2
O-
NH2
N
N
O
H
N
H
H
H
OH
OH
Nicotinamida - Ribosa - P - P - Ribosa - Adenina
CONH2
+
N
O
CH2
OH
OH
O
NADP+
N
O
O P O P O CH2
O-
NH2
O-
O
H
N
H
H
H
OH
N
N
O
-
O P O
O-
NAD+, NADP+
(Formas oxidadas)
CONH2
N
NADH, NADPH
(Formas reducidas)
H
H
CONH2
N
AH2
AH2 + NAD(P)+
A + H+
A + NAD(P)H + H+
Flavina (Isoaloxazina)
O
Riboflavina
(vit. B2)
H3 C
N
H3 C
N
NH
N
O
CH2
H C OH
Ribitol
H C OH
H C OH
CH2
O
O P OO-
FMN: Flavin mononucleótido
(Riboflavin fosfato)
Fosfato
O
H 3C
N
H 3C
N
NH
N
O
CH2
H C OH
H C OH
H C OH
CH2
O
N
O
O P O P O CH2
O-
NH2
O-
H
H
FAD: Flavin Adenin Dinucleótido
O
N
H
H
OH
N
N
OH
O
H 3C
H 3C
N
N
NH
N
Forma oxidada
O
O
H 3C
N
H 3C
N
Semiquinona
(Radical libre)
NH
NH
O
O
H3 C
H3 C
NH
N
NH
NH
O
Forma reducida
CH2
H3C
N
H3C
N
-
OOC CH2
CH
CH2
CH3
Fe++ N
CH CH2
N
H2C
CH2
COO-
CH3
Citocromos
Son proteínas de tamaño pequeño, que operan como
transportadores monoelectrónicos debido a una transición
Fe2+
Fe3+
Se distinguen tres tipos:
1. Citocromos A: Alto potencial redox (transportadores terminales)
2. Citocromos B: Bajo potencial redox
3. Citocromos C: Potencial redox intermedio
(Se distinguen por su espectro característico de absorción)
Citocromo c
Cofactores quinónicos
Quinona
O
OH
O
OH
Hidroquinona
AH2
A
O
CH3
O
CH3
O
CH3
O
CH3
n
Ubiquinona (Coenzima Q)
OH H
H2C C
OH H
H2C C
O
O
O
O
HO
HO
HO
O
OH
A
Ácido Ascórbico
(vit. C)
AH2
O
COOH
S
S
Ác. Lipoico
Lipoamida
CO
AH2
S
NH
S
A
CO
SH
NH
SH
Dihidrolipoamida
CH
Lys
CH
Lys
Glutatión: g-Glu-Cys-Gly
(forma reducida, GSH)
g-Glu-Cys-Gly
S
COO-
COO-
+
+
H3N C H
S
H 3N C H
g-Glu-Cys-Gly
CH2
CH2
CH2
CH2
CO NH CH CO NH CH2 COOH
CO NH CH CO NH CH2 COO-
CH2
CH2
SH
S
S
CH2
CO NH CH CO NH CH2 COO-
2GSH + A
GSSG + AH2
CH2
CH2
H 3N C H
-
COO
Glutatión:
forma oxidada, GSSG
CH2 CH2OH
H3C
S
+
CH2 N
N
H3C
Tiamina (vit. B1)
N
O
O
CH2 CH2 O P O P OO-
H 3C
CH2 N
N
+
O-
S
Tiamina pirofosfato, TPP
H 3C
N
CHO
HOH2C
OH
N
Piridoxal (vit. B6)
CH3
CHO
O
O P O-
HOH2C
ON
CH3
Piridoxal fosfato
CHO
O P O-
HOH2C
CH2NH2 O
O
O P O-
HOH2C
O-
ON
CH3
Piridoxal fosfato
N
CH3
Piridoxamina fosfato
Pteridina
H 2N
N
N
H
N
N
N
CO OH
OH
CH2
CH2
4-amino
benzoico
C NH C H
O
COOn
Ác. Fólico
Poliglutamato
H 2N
N
N
H
N
N
N
CO OH
OH
CH2
Ác. Fólico
CH2
C NH C H
O
COOn
Folato
reductasa
Ác.Tetrahidrofólico, THF
Methotrexate
H 2N
N
H 2N
N
N
NH
H
H
N
NH
N
N
NH
CO OH
OH
N
CO OH
OH
CH2
CH2
CH2
CH2
C NH C H
O
C NH C H
-
COO
n
Ác.Dihidrofólico, DHF
DHF Reductasa
O
COOn
H2N
N
N
NH
N
OH
H 2C N
CO
OH
CH2
N5,N10 Metilen THF
CH2
C NH C H
O
COOn
H 2N
N
NH
H
N
N
N
OH
CO OH
C
H
CH2
O
CH2
C NH C H
N5 Formil THF
O
COOn
CH2CONH2
H
H 3C
H
CH3
NH2COCH2
NC
Co+
N
H 3C
NH2COCH2CH2 CH3 H
NH2COCH2
CH2CH2CONH2
N
CH3
N
H
N
H 3C
CH2CH2CONH2
CH3
H
CH2
CH3
N
CH3
CH2
N
CH3
CO
H
O
OH
NH
H
OH
CH2
P
H 3C
CH
O
O
O
H
CH2OH
Cobalamina
(vit. B12)
HN
Biotina
NH
COOH
S
CO2
O
HO
C N
NH
Carboxibiotina
S
COOH
OC
HN
CH R
NH
HN
S
CO
Biotinil- proteína
NH
CO
Lys
CH
NH
OC
CH R'
HN
Ác. Pantoico
b-Alanina
CH3
CH2OH C CHOH CO NH CH2 CH2 COOH
Ác. Pantoténico
CH3
CH3
Ác. Pantoténico
Cisteamina
CH2OH C CHOH CO NH CH2 CH2 CO NH CH2 CH2 SH
CH3
Panteteína
Panteteína
H
HS
N
C
O
ADP
H HO H
O
O
N
C
O P O P O CH2
OOO H3C CH3
H
H
NH2
N
O
OH
Coenzima A
N
N
N
H
H
OH
O
-
N
O
O S O P O CH2
O
NH2
O-
O
H
H
N
N
N
H
H
O
OH
-
O P O
O-
3’- Fosfoadenil 5’- Fosfosulfato
(PAPS)
CH3
CH3 N CH2 CHOH CH2 COOH
CH3
Carnitina
O
O
N
O
-
O P O P O P O CH2
O-
O-
NH2
O-
H
H
N
N
O
N
H
H
OH
OH
5’- Adenosina trifosfato (ATP)