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Gli enzimi sono proteine essenziali responsabili di una moltitudine di reazioni negli organismi. Tuttavia, non funzionano da soli. Le molecole non proteiche note come coenzimi aiutano nei lavori enzimatici. I coenzimi sono spesso derivati dalle vitamine e sono molto più piccoli rispetto all'enzima stesso, ma non meno importanti. Dall'accelerazione della digestione fino a garantire un'accurata replicazione del DNA, i coenzimi sono una parte essenziale di qualsiasi sistema biologico.
Produzione di energia
Una funzione primaria dei coenzimi è di aiutare con la produzione di energia. In particolare, il coenzima ATP è uno dei principali attori nel movimento dell'energia all'interno della cellula. La struttura degli ATP ha tre gruppi fosfato e quando l'ultimo viene tagliato durante un processo noto come idrolisi, l'energia viene rilasciata. L'ATP viene costantemente riciclato, raccogliendo più gruppi fosfato che vengono poi nuovamente separati, reintegrando l'energia cellulare.
Trasferimento di gruppi
I coenzimi aiutano anche a trasferire determinati gruppi di atomi da una molecola all'altra. Ad esempio, il trasferimento di idrogeno, il movimento degli atomi di idrogeno da una parte di una cellula o organello a un'altra, è essenziale per molti processi, inclusa la riproduzione di molecole di ATP. Il coenzima NADH in particolare è importante in questa procedura. Quando un processo chiamato fosforilazione ossidativa inizia in una cellula, il coenzima NADH trasporta quattro atomi di idrogeno da una parte dei mitrocondri alla successiva, avviando il processo di rinfrescamento delle riserve di ATP delle cellule.
Reazioni redox
Un'altra funzione primaria dei coenzimi è di aiutare nella perdita o nel guadagno degli elettroni nelle reazioni redox. Durante l'ossidazione, una molecola o un atomo perde elettroni. La riduzione si verifica quando una molecola o un atomo guadagna elettroni. La fosforilazione ossidativa è anche un buon esempio di redox e un'illustrazione di come funzionano i coenzimi in tandem. Affinché NADH sia in grado di trasportare gli atomi di idrogeno, il coenzima dona due elettroni al coenzima Q. NADH diventa quindi NAD +, entrando in uno stato ossidato perché ha perso elettroni.
antiossidanti
Poiché molti coenzimi sono in grado di catturare elettroni, spesso funzionano come antiossidanti. Gli elettroni non legati, noti anche come radicali liberi, possono danneggiare le cellule, danneggiare il DNA e persino portare alla morte cellulare. Gli antiossidanti sono in grado di legare i radicali liberi, evitando che si verifichino tali danni. Alcuni coenzimi, come il CoQ10, sono persino usati come interventi medici. Dopo un evento cardiaco come un infarto o un'insufficienza cardiaca, CoQ10 può essere utilizzato per limitare i danni dei radicali liberi mentre il tessuto del cuore sta guarendo.