Tipos de Coenzimas
Las coenzimas son pequeñas moléculas orgánicas no proteicas que transportan grupos químicos entre enzimas. A veces se denominan co-sustratos. Estas moléculas son sustratos de las enzimas y no forman parte permanente de la estructura de las enzimas. Esto distingue a las coenzimas de los grupos prostéticos, que son componentes no protéicos que se enlazan estrechamente a las enzimas, tales como los centros hierro-azufre, la flavina o los grupos hemo. Tanto coenzimas como grupos prostéticos pertenecen a un grupo más amplio, los cofactores, que son moléculas no protéicas (por lo general, moléculas orgánicas o iones metálicos) que requieren las enzimas para su actividad.
En el metabolismo, las coenzimas están involucradas en reacciones de transferencia de grupos (como la coenzima A y la adenosina trifosfato (ATP)), y las reacciones redox (como la coenzima Q10 y la nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+). Las coenzimas se consumen y se reciclan continuamente en el metabolismo; un conjunto de enzimas añade un grupo químico a la coenzima y otro conjunto de enzimas lo extrae. Por ejemplo, las enzimas comola ATP sintasa fosforilan continuamente la adenosina difosfato (ADP), convirtiéndola en ATP, mientras que enzimas como las quinasas desfosforilan el ATP y lo convierten de nuevo en ATP.
En el metabolismo, las coenzimas están involucradas en reacciones de transferencia de grupos (como la coenzima A y la adenosina trifosfato (ATP)), y las reacciones redox (como la coenzima Q10 y la nicotinamida adenina dinucleótido (NAD+). Las coenzimas se consumen y se reciclan continuamente en el metabolismo; un conjunto de enzimas añade un grupo químico a la coenzima y otro conjunto de enzimas lo extrae. Por ejemplo, las enzimas como
Las moléculas de coenzima son a menudo vitaminas o se hacen a partir de vitaminas. Muchas coenzimas contienen el nucleótido adenosina como parte de su estructura, como el ATP, la coenzima A y el NAD+. Esta estructura común puede reflejar un origen evolutivo como parte de los ribozimas en un antiguo mundo de ARN.
Existen dos cllasificaciones:
NO VITAMINAS
Coenzima | Grupo químico transferido | Distribución |
Adenosina trifosfato (ATP) | Grupo fosfato | Bacterias, arqueas y eucariotas |
S-Adenosil metionina | Grupo metilo | Bacterias, arqueas y eucariotas |
3'-Fosfoadenosina-5'-fosfosulfato | Grupo sulfato | Bacterias, arqueas y eucariotas |
Coenzima Q | Electrones | Bacterias, arqueas y eucariotas |
Tetrahidrobiopterina | Átomo de oxígeno y electrones | Bacterias, arqueas y eucariotas |
Citidina trifosfato | Diacilgliceroles y grupos lipídicos | Bacterias, arqueas y eucariotas |
Azúcares nucleótidos | Monosacáridos | Bacterias, arqueas y eucariotas |
Glutatión | Electrones | Algunas bacterias y la mayoría de eucariotas |
Coenzima M | Grupo metilo | Metanógenos |
Coenzima B | Electrones | Metanógenos |
Metanofurano | Grupo formilo | Metanógenos |
Tetrahidrometanopterina | Grupo metilo | Metanógenos |
VITAMINAS Y DERIVADOS
Coenzima | Vitamina | Componente adicional | Grupo químico transferido | Distribución |
NAD + y NADP + | Niacina (B3) | ADP | Electrones | Bacterias, arqueas y eucariotas |
Coenzima A | Ácido pantoténico (B5) | ADP | Grupo acetilo y otros grupos acilo | Bacterias, arqueas y eucariotas |
Ácido tetrahidrofólico | Ácido fólico (B9) | Residuos de glutamato | Grupos metilo, formilo, metileno y formimino | Bacterias, arqueas y eucariotas |
Filoquinona (K1) Menaquinona (K2) Menadiona(K3)* | Vitamina K | Ninguno | Grupo carbonilo y electrones | Bacterias, arqueas y eucariotas * Sintética |
Ácido ascórbico | Vitamina C | Ninguno | Electrones | Bacterias, arqueas y eucariotas |
Coenzima F420 | Riboflavina (B2) | Aminoácidos | Electrones | Metanógenos y algunas bacterias |
Coenzima A (CoA)
Coenzima A |
La coenzima A (CoA) es una coenzima de transferencia de grupos acilo que participa en diversas rutas metabólicas (ciclo de Krebs, síntesis y oxidación de ácidos grasos). Se deriva de una vitamina: el ácido pantoténico (vitamina B5), y es una coenzima libre. Su aislamiento se produjo en 1951 por el bioquímico alemán (y premio Nobel) Feodor Lynen, en forma de acetil-coenzima A a partir de células de levadura.
Su parte reactiva es la función tiol (-SH) de la tioetanolamina, que se simboliza a menudo como HS-CoA (o
Su parte reactiva es la función tiol (-SH) de la tioetanolamina, que se simboliza a menudo como HS-CoA (o
ESTRUCTURA DE LA COENZIMA A
Acido tetrahidrofolico (Coenzima F)
El ácido tetrahidrofólico (también conocido como Coenzima F, folato H4 o FH4) es una coenzima derivada del ácido fólico (vitamina B9). Su fórmula molecular es C19H23N7O6 y tiene una masa molar de 445.43 g/mol. Es un compuesto de particular importancia en el metabolismo de los aminoácidos y la síntesis de purina. Los grupos químicos que transfiere son el metilo, formilo, metileno y formimino. Su escasez en el organismo puede causar anemia.
ESTRUCTURA DEL ÁCIDO TETRAHIDROFOLICO  |
Adenosina trifosfato (ATP)
La adenosina trifosfato (abreviado ATP, y también llamada adenosín-5'-trifosfato o trifosfato de adenosina) es una molécula utilizada por todos los organismos vivos para proporcionar energía en las reacciones químicas. También es el precursor de una serie de coenzimas esenciales como el NAD+ o la coenzima A. El ATP es uno de los cuatro monómeros utilizados en la síntesis de ARN celular. Además, es una coenzima de transferencia de grupos fosfato que se enlaza de manera no-covalente a las enzimas quinasas (co-sustrato).
ESTRUCTURA DEL ATPVitamina K
La vitamina K denota una serie de compuestos derivados de la 2-metil-1,4-naftoquinona. El nombre de vitamina K deriva de "Koagulation vitamin" ("factor de coagulación" en alemán), uno de los factores identificados en 1926.
Las vitaminas K se dividen en tres grupos:
º Vitamina K1 o filoquinona (2-metil-3-fitil-1,4-naftoquinona), de origen vegetal, y la más presente en la dieta.
º Vitamina K2 o menaquinona, de origen bacteriano (difieren en el número de unidades isoprenoides que se encuentran en la cadena lateral),
º Vitamina K3 o menadiona, liposoluble, de origen sintético. Sus derivados bisulfíticos son solubles en agua.
Las vitaminas K se dividen en tres grupos:
º Vitamina K1 o filoquinona (2-metil-3-fitil-1,4-naftoquinona), de origen vegetal, y la más presente en la dieta.
º Vitamina K2 o menaquinona, de origen bacteriano (difieren en el número de unidades isoprenoides que se encuentran en la cadena lateral),
º Vitamina K3 o menadiona, liposoluble, de origen sintético. Sus derivados bisulfíticos son solubles en agua.
ESTRUCTURAS DE LA VITAMINA KGlutatión
El glutatión es un tripéptido que contiene un enlace peptídico inusual entre el grupo amino de la cisteína y el grupo carboxilo de la cadena lateral de glutamato. Es un antioxidante, y protege a las células de toxinas tales como los radicales libres.
Los grupos tiol se mantienen en un estado de reducción a una concentración de aproximadamente5 mM en las células animales. El glutatión reduce a cisteínas cualquier enlace disulfuro formado dentro de las proteínas citoplasmáticas, actuando como un donante de electrones.
Los grupos tiol se mantienen en un estado de reducción a una concentración de aproximadamente
ESTRUCTURA DEL GLUTATIÓNÁcido ascórbico
El ácido ascórbico es un ácido de azúcar con propiedades antioxidantes. Su aspecto es de polvo o cristales de color blanco-amarillento. Es soluble en agua. El enantiómero L- del ácido ascórbico se conoce popularmente como vitamina C. El nombre "ascórbico" procede del prefijo a- (que significa "no") y de la palabra latina scorbuticus (escorbuto), una enfermedad causada por la deficiencia de vitamina C.
En el momento de su descubrimiento, en los años 20, fue llamado ácido hexurónico por algunos investigadores.
Coenzima Q10 (Ubiquinona)
La coenzima Q10 (también conocida como ubiquinona, ubidecarenona, coenzima Q, y, a veces, abreviada como CoQ10, CoQ, Q10, o Q) es una benzoquinona liposoluble presente en la mayoría de las células eucarióticas, principalmente en las mitocondrias. La Q se refiere al grupo químico quinona, y el 10 al número de subunidades isoprenoides que tiene. La porción benzoquinona de la coenzima Q10 se sintetiza a partir de tirosina, mientras que la cadena isoprenoide se sintetiza a partir de acetil-CoA a través de la ruta del mevalonato (esta ruta también se utiliza en los primeros pasos de la biosíntesis de colesterol)
ESTRUCTURA DE LA COENZIMA Q10La coenzima Q es un componente de la cadena de transporte de electrones y participa en la respiración celular aeróbica, generando energía en forma de ATP. El noventa y cinco por ciento de la energía del cuerpo humano se genera de esta manera. Por lo tanto, los órganos con un requerimiento más alto de energía (como el corazón y el hígado) son los que tienen concentraciones más elevadas de coenzima Q10.
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Coenzimas NAD+ y NADH
La nicotinamida adenina dinucleótido (abreviado NAD+, y también llamada difosfopiridina nucleótido y Coenzima I), es una coenzima que se encuentra en todas las células vivas. El compuesto es un dinucleótido, ya que consta de dos nucleótidos unidos a través de sus grupos fosfato con un nucleótido que contiene un anillo adenosina y el otro que contiene nicotinamida.
En el metabolismo, el NAD+ participa en las reacciones redox (oxidorreducción), llevando los electrones de una reacción a otra. La coenzima, por tanto, se encuentra en dos formas en las células: NAD+ y NADH. El NAD+, que es un agente oxidante, acepta electrones de otras moléculas y pasa a ser reducido, formándose NADH, que puede ser utilizado entonces como agente reductor para donar electrones. Estas reacciones de transferencia de electrones son la principal función del NAD+. Sin embargo, también es utilizado en otros procesos celulares, en especial como sustrato de las enzimas que añaden o eliminan grupos químicos de las proteínas, en modificaciones post-traduccionales. Debido a la importancia de estas funciones, las enzimas que intervienen en el metabolismo del NAD+ son objetivos para el descubrimiento de medicamentos.
En los organismos, el NAD+ puede ser sintetizado desde cero (la síntesis de novo) a partir de los aminoácidos triptófano o ácido aspártico. Alternativamente, los componentes de las coenzimas se obtienen a partir de los alimentos, como la vitamina llamada niacina. Compuestos similares son liberados por las reacciones que descomponen la estructura del NAD+. Estos componentes preformados pasan luego a través de una ruta que los recicla de vuelta a la forma activa. Algunos NAD+ también se convierten en nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP+), cuya química es similar a la de la coenzima NAD+, aunque tiene diferentes funciones en el metabolismo.
En el metabolismo, el NAD+ participa en las reacciones redox (oxidorreducción), llevando los electrones de una reacción a otra. La coenzima, por tanto, se encuentra en dos formas en las células: NAD+ y NADH. El NAD+, que es un agente oxidante, acepta electrones de otras moléculas y pasa a ser reducido, formándose NADH, que puede ser utilizado entonces como agente reductor para donar electrones. Estas reacciones de transferencia de electrones son la principal función del NAD+. Sin embargo, también es utilizado en otros procesos celulares, en especial como sustrato de las enzimas que añaden o eliminan grupos químicos de las proteínas, en modificaciones post-traduccionales. Debido a la importancia de estas funciones, las enzimas que intervienen en el metabolismo del NAD+ son objetivos para el descubrimiento de medicamentos.
En los organismos, el NAD+ puede ser sintetizado desde cero (la síntesis de novo) a partir de los aminoácidos triptófano o ácido aspártico. Alternativamente, los componentes de las coenzimas se obtienen a partir de los alimentos, como la vitamina llamada niacina. Compuestos similares son liberados por las reacciones que descomponen la estructura del NAD+. Estos componentes preformados pasan luego a través de una ruta que los recicla de vuelta a la forma activa. Algunos NAD+ también se convierten en nicotinamida adenina dinucleótido fosfato (NADP+), cuya química es similar a la de la coenzima NAD+, aunque tiene diferentes funciones en el metabolismo.
ESTRUCTURA DEL NAD
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