Coenzym

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Ein Coenzym ist ein organisches Molekül (nicht aber Protein), das zusammen mit dem viel größeren Proteinanteil eines Enzym-Moleküls (= Apoenzym) funktioneller Bestandteil des Enzyms ist. Das Coenzym bindet an das Apoenzym und bildet zusammen mit diesem das so genannte Holoenzym.

Das Coenzym geht wie das Substrat im Allgemeinen verändert aus der katalysierten Reaktion hervor und wird deshalb auch Cosubstrat genannt. Seine Regeneration erfolgt typischerweise in einer nachgeschalteten Reaktion. In Ausnahmefällen führt ein vollständiger Reaktionszyklus sogar zur Wiederherstellung der Ausgangssituation führt (Rolle des Thiamin-diphosphats bei der Alkohol-Dehydrogenase).

Beispiele

Das Pyridoxalphosphat im aktiven Zentrum der Transaminasen und Decarboxylasen stellt ein Coenzym dar. Im ersten Schritt katalysiert es z.B. die Deaminierung von Aminosäuren zu alpha-Ketosäuren, im zweiten wird die abstrahierte Aminogruppe auf eine andere alpha-Ketosäure übertragen (sog. "ping-pong-bi-bi-Mechanismus" nach Wallace W. Cleland). Das Pyridoxalphosphat wird in diesem Fall am gleichen Enzym (aus Pyridoxamin) regeneriert, jedoch in zwei Reaktionsschritten. Analoges gilt auch für die Decarboxylierungsreaktion, die eine Hydrolyse des am Enzym gebundenen Intermediats nach sich zieht.

Ein weiteres Beispiel ist das Coenzym-A (Acetyl-CoA), das in freier bzw. acetylierter Form an verschiedenen Stellen des Zitronensäure-Zyklus sowie am Fettsäurestoffwechsel beteiligt ist.

Populär ist derzeit das "Coenzym Q10" (Ubichinon, welches zumindest nach Aussage der Werbung hautstraffende Wirkung hat. Ubichinon ist ein Elektronencarrier; Aufnahme und Abgabe erfolgt in der Atmungskette an verschiedenen Proteinkomplexen.

Klassifizierung

Coenzyme sind Cosubstrate, da sie in die Reaktion eingehen, aber in separaten Stoffwechselschritten regeneriert werden. Viele Coenzyme sind Derivate von Vitaminen. Ein genaue Klassifizierung ist erst mit der genauen Kenntnis des Reaktionsmechanismus möglich.

Siehe auch

Cosubstrat; Cofaktor; Prosthetische Gruppe; NADH, FADH₂, Atmungskette, Q-Zyklus

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