kofaktori
kofaktori on ei-proteiinikemikaali, joka avustaa biologisessa kemiallisessa reaktiossa. Yhteistekijät voivat olla metalli-ioneja, orgaanisia yhdisteitä tai muita kemikaaleja, joilla on hyödyllisiä ominaisuuksia, joita ei yleensä löydy aminohapoista. Jotkut kofaktorit voidaan tehdä kehon sisällä, kuten ATP, kun taas toiset on kulutetaan ruokaa.
esimerkiksi mineraalit ovat peräisin ympäristöstä, eikä yksikään elävä solu voi tehdä niitä tyhjästä. Orgaaniset yhdisteet, joita kutsumme ”vitamiineiksi”, ovat kofaktoreita, joita oma kehomme ei voi valmistaa, joten meidän täytyy kuluttaa niitä ravinnosta, jotta solumme voisivat suorittaa välttämättömiä elintoimintoja.
biokemiallisella tasolla kofaktorit ovat tärkeitä ymmärrettäessä, miten biologiset reaktiot etenevät. Kofaktorien esiintyminen tai puuttuminen voi määrittää, kuinka nopeasti reaktiot etenevät reagoivasta aineesta tuotteeseen.
biologisella tasolla kofaktorien ymmärtäminen on tärkeää terveyden ymmärtämiseksi. Ilman asianmukaisia kofaktoreita ihmisille ja muille eläimille voi kehittyä vakavia sairauksia ja jopa kuolema.
Kofaktorien funktio
Kofaktorit palvelevat yleensä sellaisten kemiallisten ryhmien tai ominaisuuksien toimittamista, joita ei esiinny muissa kemiallisissa ryhmissä.
esimerkiksi ATP on kofaktori, jolla on ainutlaatuinen kyky siirtää energiaa kemiallisten prosessien, kuten entsyymien ja kuljetusproteiinien, liikkeelle panemiseksi.
Heme taas on rautaa sisältävä kemiallinen kompleksi, jonka avulla heme sitoutuu happimolekyyleihin ainutlaatuisella tavalla. Heme on välttämätön verisolujemme kuljettamaan happea kehossamme.
tunnetaan kymmeniä kofaktoreita, joista jokainen voi olla tarpeellinen useisiin biokemiallisiin reaktioihin, kuten alla on esitetty.
tämän seurauksena kofaktoreiden funktiot voivat olla yhtä erilaisia kuin niiden kemialliset rakenteet ja ominaisuudet.
kofaktorien Laaja-alaiset vaikutukset voidaan havaita tutkimalla vitamiinipuutoksia: eri vitamiinien puutoksilla, joista monet ovat kofaktoreita, on monia erilaisia haittavaikutuksia ihmisten terveyteen.
Kofaktorityypit
vitamiinit
vitamiinit ovat orgaanisia yhdisteitä, jotka ovat rinnakkaistekijöitä tarvittaville biokemiallisille reaktioille. Vitamiinit on tyypillisesti nautittava ruokavaliossa, koska niitä ei voi tehdä kehon sisällä.
monet vitamiinit ovat kofaktoreita, jotka auttavat entsyymejä katalysoimaan reaktioita, kuten tärkeiden proteiinien tuotantoa. Esimerkiksi C-vitamiini on kofaktori sidekudoksen kollageenin tuottamiseen.
tämän vuoksi keripukkiin, joka on vakava C – vitamiinin puutoksen muoto, sairastuvat ihmiset saattavat kokea sidekudosongelmia, kuten lihasheikkoutta, lihasarkuutta ja jopa selittämätöntä verenvuotoa, koska verisuonten sidekudoksia ei voida korvata.
vitamiinipuutokset kuvaavat hyvin rinnakkaistekijän puutoksen vaikutuksia. Aivan kuten on olemassa monia mahdollisia vitamiinipuutoksia, joilla on monia erilaisia oireita, on olemassa monia eri tekijöitä, jotka kehomme tarvitsee suorittaa erilaisia tarvittavia biokemiallisia reaktioita.
elimistön vaatimus erilaisista kofaktoreista on myös syy siihen, miksi ravitsemusasiantuntijat neuvovat ihmisiä ”syömään sateenkaarta” – monien kasvien värit syntyvät kofaktoreista, joten syömällä hedelmiä ja vihanneksia hyvin eri väreissä auttaa varmistamaan, että syömme terveellistä kofaktorivalikoimaa.
kivennäisaineet
kuten vitamiinit, kivennäisaineet ovat elimistön ulkopuolelta tulevia kemikaaleja, joita on nautittava, jotta solumme voivat toimia kunnolla. Erona on se, että vaikka vitamiinit ovat orgaanisia molekyylejä – hiiltä sisältäviä molekyylejä, joita muut elolliset usein valmistavat – mineraalit ovat epäorgaanisia aineita, joita esiintyy luonnostaan ja joita esiintyy usein kivissä ja maaperässä.
kivennäisaineet päätyvät ravintoomme usein kasveista, jotka nostavat ne maasta juuriensa kautta veden mukana. Joissakin harvoissa tapauksissa ihmiset, joilla on vitamiinipuutoksia, saattavat tuntea tarvetta syödä tietyntyyppistä maaperää saadakseen kivennäisaineet maaperästä suoraan.
ihmisen terveydelle tärkeitä mineraaleja ovat kupari, joka on välttämätön eräiden tärkeiden toksiineja hajottavien maksaentsyymien toiminnalle; rauta, joka on välttämätön eräiden tärkeiden metaboliaentsyymien toiminnalle; magnesium, joka on välttämätön DNA-polymeraasin ja muiden entsyymien toiminnalle; ja sinkki, joka on välttämätön myös DNA-polymeraasille sekä joillekin maksaentsyymeille.
kuten vitamiineissa, voi olla liikaa hyvää – vaikka kivennäisaineet ovat pieniä määriä välttämättömiä aineenvaihduntatuotteidemme toiminnalle, suurten annosten nauttiminen voi johtaa myrkyllisyyteen ja kuolemaan. Rautaa sisältävien multivitamiinien yliannostukset ovatkin johtava kuolinsyy alle 4-vuotiailla, jotka saattavat erehtyä luulemaan näitä multivitamiineja makeisiksi.
orgaaniset Ei-Vitamiiniset Kofaktorit
jotkut Kofaktorit ovat orgaanisia aineita, joita ei ole luokiteltu entsyymeiksi. Jotkin niistä saatetaan valmistaa omassa ruumiissamme, eikä niitä siksi hyväksytä vitamiineiksi.
orgaaniset ei-vitamiiniset kofaktorit sisältävät ATP: tä, joka on välttämätön apu monille biokemiallisille prosesseille, joka siirtää energiaa lukuisille entsyymeille, kuljetusproteiineille ja muille; koentsyymi Q: ta, jolla on tärkeä rooli mitokondrioiden kuljetusketjussa; ja hemiä, joka on monimutkainen rautaa sisältävä yhdiste, joka on välttämätön verisolujemme kuljettaessa happea koko kehossamme.
esimerkkejä Kofaktoreista
tiamiini (B3-vitamiini)
tiamiini on vitamiini, jota esiintyy pääasiassa syötävissä siemenissä, kuten pavuissa, maississa ja riisissä. Kansanterveyden parantamiseksi tiamiinia lisätään usein keinotekoisesti vehnää sisältäviin tuotteisiin, kuten aamiaismuroihin.
elimistössä tiamiinista valmistetaan monia koentsyymejä, jotka avustavat tärkeissä prosesseissa. Siitä valmistetaan tiamiinipyrofosfaattia, jota tarvitaan sokerien ja aminohappojen hajottamiseen.
vaikea tiamiinin puutos on yksi syy Korsakoffin oireyhtymään – vaikeasta alkoholiriippuvuudesta kärsivillä ihmisillä tavattavaan harvinaiseen neurologiseen häiriöön. Korsakoffin oireyhtymässä vakava aliravitsemus, tiamiinin puute ja alkoholin liikakäytöstä johtuva aivovaurio aiheuttavat yhdessä vakavia oireita, kuten muistin heikkenemistä. Osa Koraskoffin oireyhtymästä kärsivistä ei pysty muodostamaan uusia muistoja, koska heidän aivojensa aineenvaihdunta on niin heikentynyt.
foolihappo (B9-vitamiini)
foolihappo on toinen vitamiini, jota lisätään nykyään usein elintarvikkeisiin kansanterveyden parantamiseksi. Elimistö tarvitsee DNA: ta, RNA: ta ja aminohappoja, jotka ovat välttämättömiä kasvulle ja solujen jakautumiselle.
tämä tekee foolihaposta erityisen tärkeän raskaana oleville naisille, joiden sikiöt tuottavat uusia soluja ja kudoksia hyvin nopeasti. Puutteet foolihappo voi johtaa sikiövaurioita vauvoilla, tai anemia raskaana oleville naisille, jotka eivät ehkä pysty tekemään tarpeeksi uusia verisoluja toimittaa sekä niitä että vauva.
tästä syystä on suositeltavaa, että kaikki hedelmällisessä iässä olevat naiset keskustelevat lääkärinsä kanssa foolihappolisien käytöstä. Raskaus on paras, kun äidin elimistössä on riittävästi foolihappoa jo ennen raskauden alkua.
rauta-Rikkiklusterit
rauta-rikkiklusterit ovat – arvasit oikein – rauta-ja rikki-ionien klustereita, jotka voivat muodostaa stabiileja asetelmia. Näillä klustereilla on monia ainutlaatuisia ominaisuuksia, joita ei löydy aminohapoista tai muista orgaanisista yhdisteistä.
rauta-rikkiklusterien ainutlaatuiset ominaisuudet tekevät niistä erittäin hyödyllisiä biologisissa reaktioissa, joihin liittyy elektroninsiirtoja. Sekä rauta että rikki pystyvät varastoimaan ja vapauttamaan elektroneja helpommin kuin tavallisemmat atomit kuten hiili.
tämä tekee rauta-rikkiklustereista elintärkeän osan elektroninsiirtoon ja energian siirtoon osallistuvia kofaktoreita ja entsyymejä, kuten NADH-dehydrogenaasia, koentsyymi Q: ta, sytokromi C: tä sekä mitokondrioiden komplekseja I ja II.
- entsyymi – proteiini, joka kiihdyttää kemiallisen reaktion nopeutta. Entsyymit mahdollistavat elämän katalysoimalla reaktioita, jotka muuten etenisivät hyvin hitaasti.
- mineraali – luonnossa esiintyvä epäorgaaninen aine, jota esiintyy usein kivissä. Joillakin mineraaleilla on kemiallisia ominaisuuksia, joita solut käyttävät elintoimintojensa helpottamiseen.
- vitamiini – orgaaninen yhdiste, joka on välttämätön biologiselle aktiivisuudelle. Vitamiinit on nautittava eliön ruokavaliossa, jos eliö ei pysty valmistamaan niitä itse.
visailu
1. Mikä, jos seuraava ei todennäköisesti ole kofaktori?
A. A-vitamiini
B. rauta
C. ATP
D. mikään edellä mainituista.
2. Miksi mineraali voisi olla hyödyllinen kofaktorina?
A. mineraaleilla voi olla hyvin erilaisia kemiallisia ominaisuuksia kuin orgaanisilla yhdisteillä, kuten hiilellä.
B. jotkin mineraalit ovat parempia vastaanottamaan ja luovuttamaan elektroneja kuin orgaaniset yhdisteet.
C. mineraalit sisältävät atomeja, joita elolliset eivät voi tuottaa, mutta suurin osa saadaan ympäristöstä.
D. kaikki edellä mainitut.
3. Miksi on tärkeää syödä erilaisia hedelmiä ja vihanneksia?
A. koska hedelmät ja vihannekset sisältävät mineraaleja, joita ne ottavat maasta juuriensa kautta.
B. koska hedelmät ja vihannekset sisältävät orgaanisia yhdisteitä, joita eläimet eivät itse valmista.
C. Koska eri hedelmissä ja vihanneksissa on erilaisia kofaktoreita, jotka ovat välttämättömiä ihmisten terveydelle.
D. kaikki edellä mainitut.