多くの酵素は 円滑に機能を発揮するために
その働きを助けてくれる共同因子を必要とします


<共同因子とは?>

酵素分子の中には
しばしばタンパク質以外の低分子物質が含まれています

それらは共同因子と呼ばれ
酵素の働きを助けてくれます

配合団

補酵素 有機化合物

補助因子 ミネラル・金属イオン

の3つのグループがあります

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@単純酵素と複合酵素

共同因子の有無により
酵素は「単純酵素」と「複合酵素」に分けられます

単純酵素: タンパク質だけでできている酵素
 ペプシン アミラーゼ リパーゼなどの消化酵素が代表例です

複合酵素: タンパク質以外の共同因子との複合体
 酵素の大部分を占めます

複合酵素のタンパク質部分はアポ酵素と呼ばれ
非タンパク質の共同因子が結合するとホロ酵素と呼ばれます

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複合酵素は 共同因子がないと活性化しません

また 共同因子としてミネラルを必要とする酵素は
金属酵素と呼ばれます

では 各グループについて詳しく説明します


<配合団>

酵素のタンパク質にしっかり結合した分子です

*カタラーゼにおける ヘム

*コハク酸デヒドロゲナーゼにおける FAD

などが代表例です

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<補酵素>

10種類ほど存在し そのほとんどがビタミンB群です

@補酵素が結合すると 酵素の働きは活性化されます

*酵素が反応するとき
 基質と一諸に共存することが必要とされ
 酵素反応の進行によって基質とともに消費されます

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*補酵素と酵素の結合は共有結合ではなく
 ゆるやかな結合です

@補酵素が働く反応

*酸化還元反応

*官能基の転移

などです

加水分解反応などの比較的単純な化学反応では
補酵素は必要とされません

ちなみに 官能基 とは

有機化合物の構造の基礎である炭素骨格に
結合する原子集団で
水酸基 アミノ基 カルボキシル基 カルボニル基 
などがあります

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有機化合物の炭素鎖の
*どの場所に
*どのような官能基が結合しているか
によって その化合物の反応性や性質が規定されます

また 化学反応の際は
官能基に特異的な酵素の働きにより
有機化合物間で官能基の移動がなされ
化合物の性状が変化します

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@ビタミンBから出来ていることが多い

*食物から摂られたビタミンB群が
 体内で修飾を受けて補酵素に変わり機能を発揮します

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*エネルギー産生につながる
 タンパク質 糖質 脂質の三大栄養素の代謝反応に
 深く関与します

三大栄養素の代謝反応を簡単に復習すると
下図に示されるように

*糖質は
 解糖系を経てピルビン酸からアセチルCoAになり

*脂質は
 脂肪酸に分解され β酸化によりアセチルCoAになり

*タンパク質は アミノ酸に分解されて

それぞれ代謝の最終ステップである
TCA回路に流れ込みます

補酵素は
これら各栄養素の代謝のさまざまな反応を
円滑に行えるようヘルプし
生体内でのエネルギー産生を支えます


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@ひとつの補酵素が さまざまな代謝系に対応し得ます

*例えば コエンザイムA(CoA)は
 置かれた状況により TCA回路 β酸化 の
 いずれにも関与します

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@補酵素の種類と機能

ビオシチン:
 カルボキシ基化を行う
 原料はビオチン

コパミド補酵素:
 アルキル化などを行う
 原料はB12・コバラミン

テトラヒドロ葉酸:
 炭酸基転移を行う
 原料は葉酸

チアミンピロリン酸:
 アルデヒド転移 脱炭酸を行う
 原料はB1・チアミン

ピリドキシサルリン酸:
 アミノ基転移 ラセミ化 脱炭酸などを行う
 原料はB6・ピリドキシン

コエンザイムA:
 アシル基転移を行う 
 原料はパントテン酸

NAD NADP:
 酸化還元を行う
 原料はニコチンアミド ナイアシン

FAD FMN:
 酸化還元を行う
 原料はB2・リポフラミン


<補助因子:ミネラル・金属イオン>

Mg Mn Zn Ca Cu Fe などのミネラルは
種々の酵素分子に取り込まれ
補助因子として触媒作用に関与します

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@関与する反応

*加水分解酵素を含め
 補酵素よりも
 より多くの種類の酵素の働きを補助します

@補因子の種類と機能

亜鉛
 アルコールデヒドロゲナーゼ カルボキシペプチダーゼA
 などの酵素を補助し
 細胞分裂 成長 エネルギー産生に関わります 

Mg
 ATPアーゼなどの酵素を補助し ATP産生に関わります 

Cu
 抗酸化酵素SOD チロシナーゼ アセトアルデヒド脱水素酵素
 などの酵素を補助し
 抗酸化反応などに関わります

Ca
 タカアミラーゼなどの酵素を補助し
 代謝反応などに関わります

セレン
 グルタチオンペルオキシダーゼなどの酵素を補助し
 抗酸化反応などに関わります

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などがあります

来週からビタミン ミネラルについて説明しますが

今日解説したように それらの多くが
補酵素 補助因子として酵素反応に関わっていることを
覚えておいてください

 

高橋医院