Kofaktordefinition
en kofaktor är en icke-proteinkemikalie som hjälper till med en biologisk kemisk reaktion. Samfaktorer kan vara metalljoner, organiska föreningar eller andra kemikalier som har användbara egenskaper som vanligtvis inte finns i aminosyror. Vissa kofaktorer kan tillverkas inuti kroppen, såsom ATP, medan andra måste konsumeras i mat.
mineraler kommer till exempel från miljön och kan inte göras från grunden av någon levande cell. De organiska föreningarna vi kallar” vitaminer ” är kofaktorer som våra egna kroppar inte kan göra, så vi måste konsumera dem från mat för att våra celler ska kunna utföra väsentliga livsfunktioner.
på biokemisk nivå är kofaktorer viktiga för att förstå hur biologiska reaktioner fortsätter. Närvaron eller frånvaron av kofaktorer kan avgöra hur snabbt reaktioner går från deras reaktant till deras produkt.
på biologisk nivå är förståelse av kofaktorer viktigt för att förstå hälsa. Utan rätt kofaktorer kan människor och andra djur utveckla allvarliga sjukdomar och till och med döden.
funktion av kofaktorer
kofaktorer tjänar i allmänhet syftet att leverera kemiska grupper eller egenskaper som inte finns i andra kemiska grupper.
ATP är till exempel en kofaktor med en unik förmåga att överföra energi för att driva kemiska processer såsom enzymernas aktivitet och transportproteiner.
Heme, å andra sidan, är ett kemiskt komplex som innehåller järn, vilket gör att heme kan binda till syremolekyler på ett unikt sätt. Heme är nödvändigt för att våra blodkroppar ska bära syre genom våra kroppar.
det finns dussintals kända kofaktorer, som var och en kan vara nödvändiga för flera biokemiska reaktioner, såsom illustreras nedan.
som ett resultat kan kofaktorernas funktioner vara lika olika som deras kemiska strukturer och egenskaper.
de omfattande effekterna av kofaktorer kan ses genom att studera vitaminbrister: brister i olika vitaminer, varav många är kofaktorer, har många olika negativa effekter på människors hälsa.
typer av kofaktor
vitaminer
vitaminer är organiska föreningar som är samfaktorer för nödvändiga biokemiska reaktioner. Vitaminer behöver vanligtvis konsumeras i kosten, eftersom de inte kan göras inuti kroppen.
många vitaminer är kofaktorer som hjälper enzymer att katalysera reaktioner, såsom produktion av viktiga proteiner. C-Vitamin är till exempel en kofaktor för framställning av bindvävskollagen.
det är därför människor som får skörbjugg – en allvarlig form av C – vitaminbrist-kan uppleva bindvävsproblem, inklusive muskelsvaghet, muskelsårighet och till och med oförklarlig blödning eftersom blodkärlens bindväv inte kan ersättas.
vitaminbrister är en bra illustration av effekterna av kofaktorbrist. Precis som det finns många möjliga vitaminbrister med många olika symtom, finns det många olika samfaktorer som vår kropp behöver för att utföra sina olika nödvändiga biokemiska reaktioner.
kroppens krav på olika vitaminkofaktorer är också anledningen till att nutritionists råder människor att ”äta regnbågen” – många växters färger produceras av kofaktorer, så genom att äta frukt och grönsaker i en mängd olika färger hjälper till att säkerställa att vi konsumerar en hälsosam mängd kofaktorer.
mineraler
liksom vitaminer är mineraler kemikalier från utsidan av kroppen som måste intas för att våra celler ska fungera korrekt. Skillnaden är att medan vitaminer är organiska molekyler-molekyler som innehåller kol, som ofta tillverkas av andra levande saker – mineraler är oorganiska ämnen som förekommer naturligt och finns ofta i stenar och jord.
mineraler går ofta in i våra dieter från växter, som drar dem upp ur marken genom sina rötter tillsammans med vatten. I vissa sällsynta fall kan personer med vitaminbrist känna lusten att äta vissa typer av jord för att få mineralerna direkt från jorden.mineraler som är viktiga för människors hälsa inkluderar koppar, vilket är nödvändigt för funktionen hos vissa viktiga leverenzymer som bryter ner toxiner; järn, vilket är nödvändigt för funktionen hos vissa viktiga metaboliska enzymer; magnesium, vilket är nödvändigt för funktionen av DNA-polymeras och andra enzymer; och zink, vilket också är nödvändigt för DNA-polymeras såväl som vissa leverenzymer.
som med vitaminer kan det vara för mycket av en bra sak – medan mineraler är nödvändiga i små mängder för att våra metabolismer ska fungera, kan stora doser av dem leda till toxicitet och död. Överdoser av järnhaltiga multivitaminer är faktiskt en ledande dödsorsak hos barn under 4 år, som kan misstänka dessa multivitaminer för godis.
organiska icke-Vitaminkofaktorer
vissa kofaktorer är organiska ämnen som inte klassificeras som enzymer. Vissa av dessa kan göras inuti våra egna kroppar, och så inte kvalificerade som vitaminer.
organiska icke-vitaminkofaktorer inkluderar ATP-en väsentlig assistent till många biokemiska processer, som överför energi till många enzymer, transportproteiner och mer; koenzym Q, som spelar en viktig roll i mitokondriell transportkedja; och heme, som är en komplex järnhaltig förening som är nödvändig för att våra blodkroppar ska transportera syre genom våra kroppar.
exempel på kofaktorer
tiamin (Vitamin B3)
tiamin är ett vitamin som främst finns i ätbara frön som bönor, majs och ris. För att förbättra folkhälsan tillsätts tiamin ofta artificiellt till veteinnehållande produkter som frukostflingor.
i kroppen används tiamin för att göra många co-enzymer som hjälper till med viktiga processer. Det görs till tiaminpyrofosfat, vilket är nödvändigt för att bryta ner sockerarter och aminosyror.
Allvarlig tiaminbrist är en orsak till Korsakoff syndrom – en sällsynt neurologisk störning som ses hos personer med svår alkoholberoende. I Korsakoff syndrom kombineras allvarlig undernäring, brist på tiamin och hjärnskador från överanvändning av alkohol för att ge allvarliga symtom, inklusive minnesförlust. Vissa drabbade av Koraskoff-syndrom kan inte bilda nya minnen eftersom hjärnans ämnesomsättning är så nedsatt.
folsyra (Vitamin B9)
folsyra är ett annat vitamin som nu ofta läggs till mat för att förbättra folkhälsan. Det är nödvändigt för kroppen att producera DNA, RNA och aminosyror, som är nödvändiga för tillväxt och celldelning.
detta gör folsyra särskilt viktigt för gravida kvinnor, vars Foster producerar nya celler och vävnader mycket snabbt. Brister i folsyra kan leda till fosterskador hos spädbarn eller till anemi hos gravida kvinnor som kanske inte kan göra tillräckligt med nya blodkroppar för att leverera både dem och barnet.
av denna anledning rekommenderas att alla kvinnor i fertil ålder pratar med sina läkare om att ta folsyratillskott. Graviditetsresultat är bäst när tillräckligt med folsyra finns i moderns kropp redan innan graviditeten börjar.
järn-Svavelkluster
järn-svavelkluster är – du gissade det – kluster av järn-och svaveljoner som kan bilda stabila arrangemang. Dessa kluster har många unika egenskaper som inte finns i aminosyror eller andra organiska föreningar.
de unika egenskaperna hos järn-svavelkluster gör dem mycket användbara för biologiska reaktioner som involverar elektronöverföringar. Både järn och svavel kan lagra och släppa elektroner med större lätthet än vanligare atomer som kol.
detta gör järn-svavelkluster en viktig del av kofaktorer och enzymer involverade i elektronöverföring och energiöverföring, inklusive NADH-dehydrogenas, koenzym Q, cytokrom C och komplex i och komplex II i mitokondrier.
- enzym – ett protein som ökar hastigheten för en kemisk reaktion. Enzymer gör livet möjligt genom att katalysera reaktioner som annars skulle gå mycket långsamt.
- Mineral-en naturligt förekommande oorganisk substans, som ofta finns i stenar. Vissa mineraler har kemiska egenskaper som används av celler för att underlätta deras livsprocesser.
- Vitamin-en organisk förening som är nödvändig för biologisk aktivitet. Vitaminer måste konsumeras i en organisms diet om organismen inte kan tillverka dem själva.
frågesport
1. Vilket om följande inte sannolikt kommer att vara en kofaktor?
A. Vitamin A
B. Järn
C. ATP
D. inget av ovanstående.
2. Varför kan ett mineral vara användbart som kofaktor?
A. mineraler kan ha mycket olika kemiska egenskaper från organiska föreningar som kol.
B. vissa mineraler är bättre på att acceptera och donera elektroner än organiska föreningar.
C. mineraler inkluderar atomer som inte kan produceras av levande saker, men de flesta erhålls från miljön.
D. alla ovanstående.
3. Varför är det viktigt att äta en mängd olika frukter och grönsaker?
A. eftersom frukt och grönsaker innehåller mineraler som de tar upp från jorden genom sina rötter.
B. eftersom frukt och grönsaker innehåller organiska föreningar som djur inte gör sig själva.
C. Eftersom olika frukter och grönsaker innehåller olika kofaktorer som är nödvändiga för människors hälsa.
D. alla ovanstående.