Coenzima

Definición de coenzima

Una coenzima es un compuesto orgánico no proteico que se une a una enzima para catalizar una reacción. Las coenzimas a menudo se denominan cofactores, pero son químicamente diferentes. Una coenzima no puede funcionar sola, pero puede reutilizarse varias veces cuando se combina con una enzima.

Funciones de las coenzimas

Una enzima sin coenzima se llama apoenzima. Sin coenzimas o cofactores, las enzimas no pueden catalizar reacciones de manera eficaz. De hecho, es posible que la enzima no funcione en absoluto. Si las reacciones no pueden ocurrir a la velocidad catalizada normal, entonces un organismo tendrá dificultades para mantener la vida.

Cuando una enzima gana una coenzima, se convierte en una holoenzima o enzima activa. Las enzimas activas transforman los sustratos en los productos que un organismo necesita para llevar a cabo funciones esenciales, ya sean químicas o fisiológicas. Las coenzimas, como las enzimas, se pueden reutilizar y reciclar sin cambiar la velocidad de reacción o la eficacia. Se adhieren a una parte del sitio activo de una enzima, lo que permite que se produzca la reacción catalizada. Cuando una enzima se desnaturaliza por temperatura o pH extremos, la coenzima ya no puede adherirse al sitio activo.

Tipos de enzimas

Los cofactores son moléculas que se adhieren a una enzima durante las reacciones químicas. En general, todos los compuestos que ayudan a las enzimas se denominan cofactores. Sin embargo, los cofactores se pueden dividir en tres subgrupos según la composición química y la función:

Coenzimas

Se trata de moléculas no proteicas reutilizables que contienen carbono (orgánico). Se unen libremente a una enzima en el sitio activo para ayudar a catalizar reacciones. La mayoría son vitaminas, derivados de vitaminas o se forman a partir de nucleótidos.

Cofactores

A diferencia de las coenzimas, los verdaderos cofactores son moléculas no proteicas reutilizables que no contienen carbono (inorgánico). Por lo general, los cofactores son iones metálicos como el hierro, el zinc, el cobalto y el cobre que se unen de manera flexible al sitio activo de una enzima. También deben complementarse en la dieta, ya que la mayoría de los organismos no sintetizan naturalmente iones metálicos.

Grupos protésicos

Estos pueden ser vitaminas orgánicas, azúcares, lípidos o iones metálicos inorgánicos. Sin embargo, a diferencia de las coenzimas o cofactores, estos grupos se unen de forma muy estrecha o covalente a una enzima para ayudar a catalizar reacciones. Estos grupos se utilizan a menudo en la respiración celular y la fotosíntesis.

Ejemplos de coenzimas

La mayoría de los organismos no pueden producir coenzimas de forma natural en cantidades suficientemente grandes para ser eficaces. En cambio, se introducen en un organismo de dos formas:

Vitaminas

Muchas coenzimas, aunque no todas, son vitaminas o derivan de vitaminas. Si la ingesta de vitaminas es demasiado baja, entonces un organismo no tendrá las coenzimas necesarias para catalizar reacciones. Las vitaminas solubles en agua, que incluyen todas las vitaminas del complejo B y vitamina C, conducen a la producción de coenzimas. Dos de las coenzimas derivadas de vitaminas más importantes y extendidas son el dinucleótido de nicotinamida y adenina (NAD) y la coenzima A.

NAD se deriva de la vitamina B3 y funciona como una de las coenzimas más importantes en una célula cuando se convierte en sus dos formas alternativas. Cuando NAD pierde un electrón, se forma la coenzima de baja energía llamada NAD +. Cuando NAD gana un electrón, se forma una coenzima de alta energía llamada NADH.

NAD + transfiere principalmente los electrones necesarios para las reacciones redox, especialmente aquellos involucrados en partes del ciclo del ácido cítrico (TAC). El TAC produce otras coenzimas, como el ATP. Si un organismo tiene una deficiencia de NAD +, las mitocondrias se vuelven menos funcionales y proporcionan menos energía para las funciones celulares.

Cuando NAD + gana electrones a través de una reacción redox, se forma NADH. NADH, a menudo llamado coenzima 1, tiene numerosas funciones. De hecho, se considera la coenzima número uno en el cuerpo humano porque es necesaria para muchas cosas diferentes. Esta coenzima transporta principalmente electrones para las reacciones y produce energía a partir de los alimentos. Por ejemplo, la cadena de transporte de electrones solo puede comenzar con la entrega de electrones de NADH. La falta de NADH provoca déficits de energía en las células, lo que resulta en una fatiga generalizada. Además, esta coenzima es reconocida como el antioxidante biológico más poderoso para proteger las células contra sustancias nocivas o dañinas.

La coenzima A, también conocida como acetil-CoA, se deriva naturalmente de la vitamina B5. Esta coenzima tiene varias funciones diferentes. Primero, es responsable de iniciar la producción de ácidos grasos dentro de las células. Los ácidos grasos forman la bicapa de fosfolípidos que comprende la membrana celular, una característica necesaria para la vida. La coenzima A también inicia el ciclo del ácido cítrico, lo que resulta en la producción de ATP.

No vitaminas

Las coenzimas no vitamínicas suelen ayudar en la transferencia química de enzimas. Aseguran que las funciones fisiológicas, como la coagulación de la sangre y el metabolismo, ocurran en un organismo. Estas coenzimas se pueden producir a partir de nucleótidos como adenosina, uracilo, guanina o inosina.

El trifosfato de adenosina (ATP) es un ejemplo de una coenzima esencial no vitamínica. De hecho, es la coenzima más distribuida en el cuerpo humano. Transporta sustancias y suministra la energía necesaria para las reacciones químicas necesarias y la contracción muscular. Para hacer esto, el ATP transporta fosfato y energía a varios lugares dentro de una célula. Cuando se elimina el fosfato, también se libera la energía. Este proceso es el resultado de la cadena de transporte de electrones. Sin la coenzima ATP, habría poca energía disponible a nivel celular y las funciones vitales normales no podrían ocurrir.

A continuación se muestra un ejemplo de la cadena de transporte de electrones. La coenzima NADH, derivada de vitaminas, comienza el proceso mediante la entrega de electrones. ATP es el producto final resultante:

La cadena de transporte de electrones. ejemplo de coenzima
  • Catalizar: provocar o acelerar una reacción.
  • Enzima: proteína que cataliza reacciones químicas dentro de un organismo.
  • Sitio activo: la región de una enzima donde los sustratos se unen durante una reacción.
  • Sustrato: sustancia sobre la que actúa una enzima para producir un nuevo producto.