Coenzimi: tutto quello che devi sapere sulla loro struttura e meccanismo di azione
I coenzimi sono molecole organiche non proteiche che si legano agli enzimi per catalizzare reazioni biochimiche. Le catene laterali dei 20 amminoacidi che costituiscono le proteine non forniscono gruppi funzionali sufficientemente vari da catalizzare tutte le reazioni necessarie al metabolismo. Di conseguenza, molti centri attivi degli enzimi richiedono, per poter esercitare la loro azione catalitica, dei gruppi funzionali particolari forniti dai coenzimi. Nelle ossidoreduttasi, il coenzima agisce come un agente ossidante o riducente, e generalmente deve allontanarsi dopo aver esercitato la sua azione per “ricaricarsi” da qualche altra parte. Le vitamine sono generalmente coenzimi forniti dal cibo della nostra dieta, poiché l’organismo dipende da altri organismi che svolgono la loro sintesi.
Il coenzima principale delle ossidoreduttasi è il dinucleotide nicotinammide-adenina (NAD), che si trasforma nella forma ridotta NADH con l’aggiunta di idrogeno, agendo come agente ossidante o riducente. NADH può cedere uno ione idruro, analogamente agli idruri metallici. Lo schema più comune per simboleggiare le reazioni biochimiche è esemplificato dalla riduzione dello ione piruvato con NADH.
Struttura
La vitamina B1 o tiamina pirofosfato (TTP) è un coenzima universale, responsabile della decarbossilazione degli α-chetoacidi. Agisce soprattutto nella conversione dello ione piruvato nell’importante tioestere dell’acido acetico, l’acetil-coenzima A. La struttura della tiamina è stabile grazie all’acidità del protone, che permette all’anione di reagire anche a pH 7. Questo coenzima agisce attivamente nella sintesi e nella degradazione degli amminoacidi, permettendo la formazione di aldeidi e α-chetoacidi.
Un altro esempio di azione enzimatica è la versatilità della vitamina B6 (piridossale), che è coinvolta nella sintesi e nella degradazione degli amminoacidi. Il gruppo aldeidico della piridossale reagisce facilmente con gli amminoacidi, formando un’immidina complessa con ioni metallici. La capacità dell’anello piridinico di accettare elettroni gli permette di agire come un carbonile vinilogo in diverse reazioni biochimiche.
In sintesi, i coenzimi svolgono un ruolo cruciale nel metabolismo, fornendo gruppi funzionali specifici necessari per catalizzare reazioni biochimiche vitali. La comprensione della struttura e del meccanismo di azione dei coenzimi è fondamentale per comprendere i processi metabolici e per lo sviluppo di terapie mirate per disfunzioni enzimatiche.