Τα περισσότερα από τα ένζυμα για την εφαρμογή της καταλυτικής δραστηριότητας χρειάζονται βοηθητικά στοιχεία - συμπαράγοντες. Αυτές οι ουσίες δεν είναι πρωτεϊνικής φύσης και δεν αποτελούν πάντα δομικό μέρος του μορίου του ενζύμου. Το λειτουργικό σύμπλεγμα μιας πρωτεΐνης και ενός συμπαράγοντα ονομάζεται ολοένζυμο και μόνο το πρωτεϊνικό τμήμα ονομάζεται αποένζυμο. Ένας συμπαράγοντας που είναι μόνιμα μέρος ενός ενζύμου και συνδέεται με αυτό με ομοιοπολικούς δεσμούς ονομάζεται προσθετική ομάδα.
Με μια ευρύτερη έννοια, ένας συμπαράγοντας είναι μια πρόσθετη ομάδα σε οποιαδήποτε σύνθετη πρωτεΐνη που τη διατηρεί σε λειτουργική κατάσταση. Στις ενζυμικές πρωτεΐνες, οι συμπαράγοντες μπορούν να συμμετέχουν άμεσα στην αντίδραση κατάλυσης.
Χαρακτηριστικά και τύποι συμπαραγόντων
Οι συμπαράγοντες είναι ουσίες χαμηλού μοριακού βάρους που χωρίζονται χημικά σε 2 μεγάλες ομάδες:
- ιόντα δισθενών μετάλλων (ψευδάργυρος, μαγνήσιο,κάλιο, χαλκό, μαγγάνιο, σίδηρο κ.λπ.);
- συνένζυμα - οργανικές μη πρωτεϊνικές ενώσεις.
Με τη σειρά τους, τα συνένζυμα χωρίζονται σε βιταμίνες με τα παράγωγά τους και ενώσεις μη βιταμινούχου χαρακτήρα. Οι τελευταίες περιλαμβάνουν:
- UDP-γλυκόζη;
- νουκλεοτίδια;
- μεταλλοπορφυρίνες;
- FAD, OVER+, NADP+;
- γλουταθειόνη;
- ubiquinone;
- S-αδενοσυλμεθειονίνη.
Οι συμπαράγοντες μπορούν να σχηματίσουν ισχυρούς ομοιοπολικούς και ασθενείς δεσμούς με τα ένζυμα. Ορισμένες ομάδες αλληλεπιδρούν με το πολυπεπτιδικό τμήμα τόσο έντονα που είναι δύσκολο να διαχωριστούν ακόμη και χημικά.
Δυσκολίες στον ορισμό των εννοιών "συμπαράγοντας" και "συνένζυμο"
Με στενή έννοια, οι συμπαράγοντες είναι μεταλλικά ιόντα και τα συνένζυμα είναι ομάδες οργανικής φύσης. Αν εξετάσουμε αυτά τα στοιχεία από την άποψη της λειτουργικής τους σημασίας, τότε ο συμπαράγοντας δεν συμμετέχει στην αντίδραση κατάλυσης και επομένως δεν είναι συνένζυμο. Σε μια γενικευμένη ερμηνεία, ένα συνένζυμο είναι μια ειδική περίπτωση συμπαράγοντα.
Τέτοιος αριθμός ερμηνειών οφείλεται στο γεγονός ότι στη σύγχρονη βιοχημεία αυτοί οι όροι είναι διφορούμενες έννοιες που δεν έχουν καθολικό ορισμό.
Ο βιολογικός ρόλος των συμπαραγόντων
Οι ενζυμικοί συμπαράγοντες μπορούν να εκτελούν ποικίλες λειτουργίες, όπως:
- συμμετοχή στο σχηματισμό και σταθεροποίηση τριτογενών και τεταρτοταγών διαμορφώσεων,
- σταθεροποίηση του υποστρώματος ή του καταλυτικού κέντρου, εξασφαλίζονταςσυμπληρωματικότητα μεταξύ τους;
- συμμετοχή στην κατάλυση ως πρόσθετο υπόστρωμα;
- ρύθμιση της ενζυμικής δραστηριότητας;
- συμμετοχή σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής.
Ανεξάρτητα από τον μηχανισμό δράσης και τη χημική φύση του συμπαράγοντα, ελλείψει αυτού, το ένζυμο δεν μπορεί να πραγματοποιήσει καταλυτική δράση. Ωστόσο, υπάρχει μια μικρή ομάδα ενζύμων των οποίων η λειτουργία δεν σχετίζεται με συμπαράγοντες.
