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2014-01-26T04:06:45Z

以“辅酶（coenzyme）是一类可以将化学基团从一个酶转移到另一个酶上的有机小分子，与{{百科小图片|bk0ur.jpg|}}酶较为松散...”为内容创建页面

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[[辅酶]]（coenzyme）是一类可以将[[化学]]基团从一个酶转移到另一个酶上的有机小分子，与{{百科小图片|bk0ur.jpg|}}酶较为松散地结合，对于特定酶的活性发挥是必要的。有许多维他命及其[[衍生物]]，如[[核黄素]]、[[硫胺素]]和[[叶酸]]，都属于辅酶。这些[[化合物]]无法由人体合成，必须通过饮食{{百科小图片|bk0us.jpg|}}补充。不同的辅酶能够携带的化学基团也不同：NAD或NADP+携带氢离子，[[辅酶A]]携带[[乙酰基]]，叶酸携带[[甲酰基]]，S-[[腺苷基]][[蛋氨酸]]也可携带甲酰基。

由于辅酶在酶[[催化]]反应中其化学组分发生了变化，因此可以认为辅酶是一种特殊的[[底物]]或者称为“第二底物”。这种所谓的第二底物可以被许多酶所利用。例如，目前已知有约七百种酶可以利用辅酶NADH进行催化。

在细胞内，反应后的辅酶可以被再生，以维持其胞内浓度在一个稳定的水平上。例如，NADPH可以通过[[磷酸]][[戊糖]]途径和[[甲硫氨酸]]腺苷基[[转移酶]]作用下的S-腺苷基蛋氨酸来再生。由于辅酶的再生对于维持[[酶反应]]体系的稳定是必要的，因此，辅酶再生系统获得了大量的实验室以及工业应用。　　
==常见的辅酶==

===硫胺素　===
即[[维生素B1]]。它在生物体内的辅酶形式是[[硫胺素焦磷酸]] (TPP)（图1[硫胺素焦磷酸(TPP)的结构式]）。

硫胺素焦磷酸过去也称为辅[[羧酶]]。它在动物[[糖代谢]]中起着重要作用，例如[[丙酮]]酸在脱羧作用时需要它。在TPP缺少的情况下,[[代谢]]中间物丙酮酸不能顺利脱羧会积聚于[[血液]]和组织中而出现[[神经炎]][[症状]]。TPP 还是其他酶例如 -[[酮酸]][[氧化酶]]、[[转酮醇酶]]的辅酶。TPP催化的酶反应还需要有镁离子的存在。　　
===[[烟酰胺]]===
是一系列酶类的辅酶的[[前体]]。

很早就知道烟酰胺可以防止[[糙皮病]]。1904年已知[[酒精]]发酵时不能缺少一种叫[[辅酶Ⅰ]]的物质，1933年这种辅酶Ⅰ被分离出来。1934年德国[[生化]]学家O.瓦尔堡又分离出一个与辅酶Ⅰ相近似的物质，称为辅酶Ⅱ，并证实了烟酰胺是这两种辅酶的组成部分，现在已经弄清楚辅酶Ⅰ的化学组成是烟酰胺[[腺嘌呤]][[二核苷酸]] (NAD），辅酶Ⅱ的化学组成为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NAD)。

以NAD(和NADP(为辅酶的酶,称为[[吡啶核苷酸]]（或烟酰胺[[核苷酸]]）连接的[[脱氢酶]]。这些酶催化细胞内的[[氧化还原]]反应。一般说来，与NAD(相连的脱氢酶类通常与[[呼吸]]过程有关，而与NADP(相连的则与生物合成反应有关。　　
===核黄素===
即[[维生素B2]]。参与组成两种辅酶,是细胞内的[[氧化还原系]]统的主要成分,它们是黄素[[单核苷酸]](FMN)和[[黄素腺嘌呤二核苷酸]](FAD)。

FMN和FAD是一系列黄素连接的[[氧化还原酶]]或称为[[黄素蛋白]]类的辅酶，从它们与[[酶蛋白]]结合紧密的程度来说，也可认为是辅基。这些酶中有的除了FMN或FAD外，还需要一些金属辅助因子，如铁或[[钼]]离子等。因此它们被称为[[金属黄素蛋白]]。这些酶催化一系列可逆或不可逆的[[细胞]]中的氧化还原反应。　　
===[[吡哆醛]]及其衍生物===
吡哆醛、吡哆胺和[[吡哆醇]]总称为[[维生素B6]]（图3［[[维生素]]的结构式］的结构式" class=image>）。维生素B6参与形成两种辅酶，即[[吡哆醛磷酸]]和吡哆胺磷酸。

需要吡哆醛磷酸或吡哆胺磷酸作为辅酶的酶在[[氨基酸]]代谢中特别重要，催化转氨、脱羧以及[[消旋作用]]等。　　
==[[生物素]]==
作为一些酶的辅基而起[[辅因子]]作用。它以[[共价键]]的形式通过[[酰胺键]]和脱辅基酶蛋白的一个专一赖氨酰[[残基]]的ε- 氨基相连。ε-N-生物素酰-[[L-赖氨酸]]称为生物胞素(biocytin) (图4[生物素作为辅基的形式])。

需要生物素的酶类能催化[[二氧化碳]]的参入 ([[羧化作用]])或转移,因而生物素和二氧化碳的固定密切相关。在羧化作用时还需要[[腺苷三磷酸]](ATP)和镁离子的存在,此外生物素在[[蛋白质生物合成]]中以及转氨基作用中也起着重要作用。　　
===[[泛酸]]===
最初作为[[酵母]]的[[生长因子]]被分离出来。由于在生物中广泛存在，因而被称为泛酸。泛酸的辅酶形式是辅酶A（CoA或CoASH）,是酶促[[乙酰]]化作用的辅助因子（图5[辅酶A的结构式]），在[[生物学]]上的重要性是作为[[酰基]]的载体或[[供体]]，在代谢上尤其是脂肪酸的代谢上甚为重要。　　
===叶酸　===
由于最早是从[[菠菜]]叶中被分离出来，故名。

叶酸的辅酶形式是[[四氢叶酸]](图6[四氢叶酸的结构式]),它作为酶促转移一碳基团（如甲酰基等）的中间载体而在嘌呤类、[[丝氨酸]]、[[甘氨酸]]和甲基基团的[[生物合成]]中起作用。此外，叶酸在[[核蛋白]]的生物合成上也是不可缺少的。　　
===维生素12　===
在20年代已经发现给病人吃动物的肝能治疗[[恶性贫血]]，说明肝中有一种因子对恶性贫血有效。现在[[维生素B12]]已经被分离提纯并且结构也已弄清。维生素B12的结构中有一个咕啉(corrin)环系统，并且含有钴离子及[[氰基]](CN)，故又称[[氰钴胺素]]。纯净的[[维生素B12溶液]]呈红色,这也是一般钴化合物的特征。作为辅酶时,维生素B12中的CN被5＇-[[脱氧腺苷]]基团所代替,称为[[辅酶B12]]。这是一个不稳定的化合物，当有氰化物存在或暴露于光照下即转变为维生素B12。如以5＇-脱氧腺苷基代替式中的黑体-CN基，就是辅酶B12的结构式。　　
==意义==

===[[维生素B]]族辅酶===
在几种重要的[[代谢反应]]中起作用。在[[二羧酸]]的异构作用中，例如在[[谷氨酸]]转化为[[甲基天冬氨酸]]的[[酶促反应]]中，在乙二醇和[[甘油]]转化为醛类，生物合成甲基基团以及[[核苷]]的合成中需要辅酶B12

其他重要辅酶　除了 B族维生素成员组成了大部分重要的辅酶以外,在生物化学上重要的还有[[辅酶Q]]、谷胱苷[[肽]]、[[尿苷二磷酸]]葡糖(UDPG)、[[维生素K]]族等。　　
===其他重要的辅酶===
1、辅酶Q(CoQ)　辅酶 Q是生物体内广为分布的一类醌类物质，又称为[[泛醌]]。存在于[[线粒体]]内膜中，是生物氧化[[呼吸链]]中的一个不可缺少的氢递体，具有重要的[[生理]]意义。辅酶 Q[[侧链]]的[[异戊二烯]]单位的长度对于不同的生物种可以是不同的。

2、[[谷胱甘肽]](Glutathion)　谷胱甘肽是一个小分子量的胞内[[三肽]],即γ-L-谷[[氨酰]]-L-半胱氨酰甘氨酸在大多数生物细胞中，谷胱甘肽的主要作用是保护一些[[蛋白质]]的[[巯基]]以维持它们在还原状态。谷胱甘肽还在生物体内产生的[[过氧化氢]]还原上起一定作用，但这些都不是辅酶的作用。谷胱甘肽也作为一些酶的辅酶而起作用，例如它是乙二醛酶(Glyoxalase)及[[顺丁烯二酸]]单酰[[乙酰乙酸]][[异构酶]](Maleoylacetoacetate isomerase) 的辅酶。谷胱甘肽也是体内[[甲醛]]氧化成甲酸反应的辅酶。

3、尿苷二磷酸葡糖 (UDPG)　是核苷[[二磷酸]]糖类的一种，作为辅酶主要是在糖类合成中起作用。其他可作为辅酶的核苷二磷酸糖类有尿苷二磷酸[[半乳糖]]（UDPGal）、尿苷二磷酸[[甘露糖]]（UDPMan）等，他们在糖类[[合成代谢]]中是非常重要的。例如 UDPG 作为半乳糖-4- 表异构酶(Galactose-4-epimerase)的辅酶,在D-半乳糖的代谢中起作用：

D-半乳糖-1-磷酸+UDPG[355-04]

UDPGal+D-[[葡萄糖]]-1-磷酸

4、维生素K族　维生素K族中的某些成员可能在生物体内起某些辅酶作用。如作为辅酶在谷氨酸残基的羧化作用中的功能已获得一些线索。

5、[[甲基萘醌类]]（Menaquinone,即[[维生素K2]]类）很可能是某些[[细菌]]中使二氢[[乳清酸]]转变为乳清酸反应的酶的辅酶。　　
==易混淆的分类==
辅酶、辅基和[[激活剂]]

根据酶催化反应最适条件的要求，原则上在酶测定体系中应加入一定量的辅助因子。辅助因子（cofactors）是指酶的活性所需要的一种非蛋白质成分，包括辅酶、辅基和[[金属离子]]激活剂。与酶紧密结合的辅因子称为辅基；不含辅基的酶蛋白称为脱辅基酶蛋白（apoenzyme），没有催化活性，必须加入足量辅基，和它结合成为[[全酶]]（holoenzyme），才有催化活性。脱辅基酶蛋白与辅基孵育一段时间后，[[酶活性]]才会恢复，因此，往往需要样品与[[试剂]]中的辅基先预孵育的过程。辅基的用量往往较少。

与酶蛋白结合很松弛，用[[透析]]和其它方法很易将它们与酶分开的称为辅酶（Coenzyme）。辅酶尽管不同于酶的底物，但在作用方式上和底物类似，在酶反应过程中与酶结合、分离及反复循环。辅酶用量的确定可将它们按底物处理。例如[[乳酸脱氢酶]]中辅酶按双底物动力学方程计算。

激活剂（activator）的化学本质是金属离子，可以是酶的活性中心，也可以通过其他机制激活酶的活性。作为激活剂的金属离子，其影响酶促反应的动力学更加复杂。最常见的是二价金属离子如Mg2+、Zn2+、Mn2+、Ca2+、Fe2+等。重金属离子大多是酶的[[变性剂]]。金属离子之间往往存在相互[[拮抗]]或相互抑制。在酶测定体系中经常加入EDTA目的是螯合一部分非必要的离子。合适的金属离子浓度是必要的，过量的离子往往抑制酶反应速度。由于激活剂的动力学往往与酶的动力学不同，这就可以解释不同的样品与反应液的比例，造成酶活性测定结果的不呈比例。[[N-乙酰半胱氨酸]]对[[肌酸激酶]]的激活作用与此类似。激活剂的用量一般通过反复实验来确定。

辅酶Q-10有助于：（1）保护[[心脏]]：

辅酶Q-10有助于为[[心肌]]提供充足氧气，预防突发性[[心脏病]]，尤其在心肌[[缺氧]]过程中[[辅酶Q10]]发挥关键作用。

（2）促进能量转化，提升精力：

辅酶Q-10帮助把食物转化为细胞生存必需的能量（如ATP），使细胞保持最佳状态，使人感觉精力更充沛；

（3）提高免疫力，[[延缓衰老]]：

辅酶Q-10是细胞自身产生的天然[[抗氧化剂]]，可阻止[[自由基]]的形成，有助于维护[[免疫系统]]的正常运作及延缓衰老；

近年来的研究表明，辅酶Q-10在预防[[冠心病]]，缓解[[牙周炎]]，治疗[[十二指肠溃疡]]及[[胃溃疡]]及缓解[[心绞痛]]方面有显著效果。同时还有抗肿瘤作用，临床对于[[晚期]][[转移性癌]]症有一定疗效。

各种辅酶在生物体正常[[生长发育]]中，发挥各种重要的作用，使[[生命活动]]有序的进行。

[[分类:生物化学]][[分类:生物]][[分类:化学]][[分类:有机化学]]

辅酶 - 版本历史

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