Cofactor definiție
un cofactor este o substanță chimică non-proteică care ajută la o reacție chimică biologică. Co-factorii pot fi ionii metalici, compușii organici sau alte substanțe chimice care au proprietăți utile care nu se găsesc de obicei în aminoacizi. Unii cofactori pot fi făcuți în interiorul corpului, cum ar fi ATP, în timp ce alții trebuie consumați în alimente.
mineralele, de exemplu, provin din mediul înconjurător și nu pot fi făcute de la zero de nicio celulă vie. Compușii organici la care ne referim ca „vitamine” sunt cofactori pe care propriile noastre corpuri nu le pot produce, așa că trebuie să le consumăm din alimente pentru ca celulele noastre să poată îndeplini funcții esențiale de viață.
la nivel biochimic, cofactorii sunt importanți în înțelegerea modului în care se desfășoară reacțiile biologice. Prezența sau absența cofactorilor poate determina cât de repede apar reacțiile de la reactantul lor la produsul lor.
la nivel biologic, înțelegerea cofactorilor este importantă pentru înțelegerea sănătății. Fără cofactorii corespunzători, oamenii și alte animale pot dezvolta boli grave și chiar moarte.
funcția cofactorilor
cofactorii servesc în general scopului de a furniza grupe chimice sau proprietăți care nu se găsesc în alte grupe chimice.ATP, de exemplu, este un cofactor cu o capacitate unică de a transfera energie pentru a conduce procese chimice, cum ar fi activitatea enzimelor și a proteinelor de transport.
hemul, pe de altă parte, este un complex chimic care conține fier, care permite hemului să se lege de moleculele de oxigen într-un mod unic. Hemul este necesar pentru ca celulele noastre sanguine să transporte oxigen prin corpul nostru.
există zeci de cofactori cunoscuți, fiecare dintre aceștia putând fi necesari pentru reacții biochimice multiple, așa cum este ilustrat mai jos.
ca urmare, funcțiile cofactorilor pot fi la fel de diverse ca structurile și proprietățile lor chimice.efectele pe scară largă ale cofactorilor pot fi văzute prin studierea deficiențelor de vitamine: deficiențele diferitelor vitamine, dintre care multe sunt cofactori, au multe efecte negative diferite asupra sănătății umane.
tipuri de cofactori
vitamine
vitaminele sunt compuși organici care sunt co-factori pentru reacțiile biochimice necesare. Vitaminele trebuie de obicei consumate în dietă, deoarece nu pot fi făcute în interiorul corpului.
multe vitamine sunt cofactori care ajută enzimele să catalizeze reacțiile, cum ar fi producerea de proteine importante. Vitamina C, de exemplu, este un cofactor pentru producerea colagenului țesutului conjunctiv.
acesta este motivul pentru care persoanele care suferă de scorbut – o formă severă de deficit de vitamina C – pot prezenta probleme ale țesutului conjunctiv, inclusiv slăbiciune musculară, dureri musculare și chiar sângerări inexplicabile, deoarece țesuturile conjunctive ale vaselor de sânge nu pot fi înlocuite.
deficiențele de vitamine sunt o bună ilustrare a efectelor deficienței co-factorului. La fel cum există multe posibile deficiențe de vitamine cu multe simptome diferite, există mulți co-factori diferiți de care organismul nostru are nevoie pentru a-și efectua diversele reacții biochimice necesare.
cerința organismului pentru diverși cofactori de vitamine este, de asemenea, motivul pentru care nutriționiștii sfătuiesc oamenii să „mănânce curcubeul” – multe culori ale plantelor sunt produse de cofactori, astfel încât consumul de fructe și legume într-o mare varietate de culori ajută la asigurarea faptului că consumăm o varietate sănătoasă de cofactori.
minerale
la fel ca vitaminele, mineralele sunt substanțe chimice din afara corpului care trebuie ingerate pentru a permite celulelor noastre să funcționeze corect. Diferența este că, în timp ce vitaminele sunt molecule organice – molecule care conțin carbon, care sunt adesea făcute de alte lucruri vii – mineralele sunt substanțe anorganice care apar în mod natural și se găsesc adesea în roci și sol.
mineralele intră adesea în dietele noastre din plante, care le extrag din pământ prin rădăcinile lor împreună cu apa. În unele cazuri rare, persoanele cu deficiențe de vitamine pot simți nevoia de a mânca anumite tipuri de sol pentru a obține mineralele din sol direct.mineralele care sunt importante pentru sănătatea umană includ cuprul, care este necesar pentru funcția unor enzime hepatice importante care descompun toxinele; fierul, care este necesar pentru funcția unor enzime metabolice importante; magneziul, care este necesar pentru funcția ADN polimerazei și a altor enzime; și zincul, care este, de asemenea, necesar pentru ADN polimeraza, precum și pentru unele enzime hepatice.
ca și în cazul vitaminelor, poate exista prea mult lucru bun – în timp ce mineralele sunt necesare în cantități mici pentru ca metabolismul nostru să funcționeze, administrarea unor doze mari din ele poate duce la toxicitate și moarte. Într-adevăr, supradozele de multivitamine care conțin fier sunt o cauză principală de deces la copiii sub 4 ani, care pot confunda aceste multivitamine cu bomboane.
cofactori organici non-vitaminici
unii cofactori sunt substanțe organice care nu sunt clasificate ca enzime. Unele dintre acestea pot fi făcute în interiorul corpului nostru și, prin urmare, nu sunt calificate ca vitamine.cofactorii organici non-vitaminici includ ATP-un asistent esențial pentru multe procese biochimice, care transferă energie către numeroase enzime, proteine de transport și multe altele; coenzima Q, care joacă un rol vital în lanțul de transport mitocondrial; și heme, care este un compus complex care conține fier, necesar pentru ca celulele noastre sanguine să transporte oxigen în corpul nostru.
Exemple de cofactori
tiamina (vitamina B3)
tiamina este o vitamină care se găsește în principal în semințele comestibile, cum ar fi fasolea, porumbul și orezul. Pentru a îmbunătăți sănătatea publică, tiamina este adesea adăugată artificial la produsele care conțin grâu, cum ar fi cerealele pentru micul dejun.
în organism, tiamina este utilizată pentru a produce multe coenzime care ajută la procese importante. Se transformă în pirofosfat de tiamină, care este necesar pentru a descompune zaharurile și aminoacizii.
deficitul sever de tiamină este o cauză a sindromului Korsakoff – o tulburare neurologică rară observată la persoanele cu dependență severă de alcool. În sindromul Korsakoff, malnutriția severă, lipsa tiaminei și leziunile cerebrale cauzate de consumul excesiv de alcool se combină pentru a produce simptome severe, inclusiv tulburări de memorie. Unii suferinzi de sindromul Koraskoff nu sunt capabili să formeze noi amintiri, deoarece metabolismul creierului lor este atât de afectat.
acid Folic (vitamina B9)
acidul Folic este o altă vitamină care este adesea adăugată în alimente pentru a îmbunătăți sănătatea publică. Este necesar ca organismul să producă ADN, ARN și aminoacizi, care sunt necesari pentru creșterea și diviziunea celulară.
Acest lucru face ca acidul folic să fie deosebit de esențial pentru femeile însărcinate, ale căror fetuși produc celule și țesuturi noi foarte repede. Deficiențele de acid folic pot duce la malformații congenitale la bebeluși sau la anemie la femeile însărcinate care ar putea să nu poată produce suficiente celule sanguine noi pentru a le furniza atât pe ele, cât și pe copil.
din acest motiv, se recomandă ca toate femeile în vârstă fertilă să discute cu medicii lor despre administrarea suplimentelor de acid folic. Rezultatele sarcinii sunt cele mai bune atunci când este prezent suficient acid folic în corpul mamei chiar înainte de începerea sarcinii.
grupurile de fier-sulf
grupurile de fier-sulf sunt – ați ghicit – grupuri de ioni de fier și sulf care pot forma aranjamente stabile. Aceste clustere au multe proprietăți unice care nu se găsesc în aminoacizi sau alți compuși organici.
proprietățile unice ale clusterelor de fier-sulf le fac foarte utile pentru reacțiile biologice care implică transferuri de electroni. Atât fierul, cât și sulful sunt capabili să stocheze și să elibereze electroni cu o ușurință mai mare decât atomii mai obișnuiți, cum ar fi carbonul.
Acest lucru face ca grupurile de fier-sulf să fie o parte vitală a cofactorilor și enzimelor implicate în transferul de electroni și transferul de energie, inclusiv NADH dehidrogenaza, coenzima Q, citocromul C și complexul I și complexul II în mitocondrii.
- enzimă-o proteină care crește rata unei reacții chimice. Enzimele fac viața posibilă prin catalizarea reacțiilor care altfel s-ar desfășura foarte lent.
- Mineral-o substanță anorganică naturală, adesea găsită în roci. Unele minerale au proprietăți chimice care sunt utilizate de celule pentru a facilita procesele lor de viață.
- Vitamina-un compus organic care este esențial pentru activitatea biologică. Vitaminele trebuie consumate în dieta unui organism dacă organismul nu le poate produce singur.
test
1. Care dacă următoarele nu este probabil să fie un cofactor?
A. Vitamina A
B. fier
C. ATP
D. niciuna dintre cele de mai sus.
2. De ce ar putea fi util un mineral ca cofactor?
A. mineralele pot avea proprietăți chimice foarte diferite de compușii organici, cum ar fi carbonul.B. unele minerale sunt mai bune la acceptarea și donarea de electroni decât compușii organici.C. mineralele includ atomi care nu pot fi produși de viețuitoare, dar cei mai mulți pot fi obținuți din mediul înconjurător.
D. toate cele de mai sus.
3. De ce este important să mănânci o varietate de fructe și legume?
A. deoarece fructele și legumele conțin minerale pe care le iau din sol prin rădăcinile lor.B. deoarece fructele și legumele conțin compuși organici pe care animalele nu le fac singure.C. Deoarece diferite fructe și legume includ diferite cofactori care sunt necesare pentru sănătatea umană.
D. toate cele de mai sus.