I coenzimi: definizione

Gli enzimi catalizzano una grande varietà di reazioni chimiche. Essi però sono meno idonei a catalizzare reazioni di ossido riduzione e molti tipi di processi di trasferimento di gruppi. Anche se gli enzimi in effetti catalizzano questo tipo di reazioni, devono questa loro capacità all'associazione con piccole molecole di cofattori, che agiscono come “artigli chimici” degli enzimi. I cofattori possono essere ioni metallici, come lo Zn2+, oppure molecole organiche meglio note come coenzimi. Alcuni cofattori sono solo transitoriamente legati ad un dato enzima ed in effetti si comportano quindi da cosubstrati. Altri invece, noti come gruppi prostetici, restano permanentemente legati alla loro proteina, in alcuni casi mediante legami covalenti. I coenzimi, comunque, vengono chimicamente modificati nella reazione a cui partecipano. Quindi, per poter completare il ciclo catalitico, il coenzima deve ritornare al suo stato originale. Per i gruppi prostetici, ciò può avvenire soltanto in una fase separata della sequenza della reazione enzimatica, mentre per i coenzimi solo transitoriamente legati agli enzimi, come il NAD+, la reazione di rigenerazione può essere catalizzata da un enzima diverso. Il complesso enzima-cofattore cataliticamente attivo è chiamato oloenzima. La proteina enzimaticamente attiva, che deriva dalla rimozione del cofattore dell'oloenzima, è chiamata invece apoenzima; quindi:
apoenzima (inattivo)+cofattore <--> oloenzima (attivo)
Molte vitamine sono precursori di coenzimi. Molti organismi non sono in grado di sintetizzare alcune parti della molecola di cofattori enzimatici essenziali e quindi devono ottenere queste sostanze dalla dieta. Per esempio, il componente nicotinamide del NAD+ o la sua forma acida libera acido nicotinico sono componenti attivi nelle reazioni redox del coenzima NAD+. L'organismo è capace di sintetizzare la nicotinamide a partire dall'amminoacido triptofano, ma non è in grado di sintetizzare l'acido nicotinico; per questo, esso viene assunto dalla dieta, è dunque una vitamina. In generale, le vitamine presenti nella dieta dell'uomo che sono precursori dei coenzimi sono tutte vitamine solubili (idrosolubili).