Ein Koenzym (Coenzym) ist ein organischesMolekül (kein Protein), das als Zusatzfaktor zum viel größeren Proteinanteil eines Enzym-Moleküls (= Apoenzym) funktioneller Bestandteil des Enzyms ist. Das Koenzym bindet an das Apoenzym und bildet zusammen mit ihm das Holoenzym.
Das Koenzym geht wie das Substrat im allgemeinen verändert aus der katalysierten Reaktion hervor und wird deshalb auch Kosubstrat(Cosubstrat)genannt. Seine Regeneration geschieht typischerweise in einer nachgeschalteten Reaktion. In Ausnahmefällen führt ein vollständiger Reaktionszyklus zur Wiederherstellung der Ausgangssituation führt (Rolle des Thiamin-diphosphats bei Alkohol-Dehydrogenase.
Beispiele
Ein Koenzym ist das Pyridoxalphosphat am aktiven Zentrum von Transaminasen und Decarboxylasen. Im ersten Schritt katalysiert es z.B. die Deaminierung von Aminosäuren zu alpha-Ketosäuren, im zweiten wird die abstrahierte Aminogruppe auf eine andere alpha Ketosäure übertragen (sog. "ping-pong-bi-bi-Mechanismus" nach Wallace W. Cleland). Das Pyridoxalphosphat wird in diesem Fall am gleichen Enzym (aus Pyridoxamin) regeneriert, jedoch in zwei Reaktionsschritten. Analoges gilt auch für die Decarboxylierungsreaktion, die eine Hydrolyse des am Enzym gebundenen Intermediats nach sich zieht.
Ein weiteres Beispiel ist Coenzym-A, das in freier bzw. acetylierter Form an verschiedenen Stellen des Zitronensäure-Zyklus sowie am Fettsäurestoffwechsel beteiligt ist.
Populär ist derzeit das "Coenzym Q10" (Ubichinon, welches zumindest nach Aussage der Werbung hautstraffende Wirkung hat. Ubichinon ist ein Elektronencarrier; Aufnahme und Abgabe erfolgt in der Atmungskette an verschiedenen Proteinkomplexen.
Klassifizierung
Koenzyme sind Kosubstrate, da sie in die Reaktion eingehen, aber in separaten Stoffwechselschritten regeneriert werden. Viele Koenzyme sind Derivate von Vitaminen. Ein genaue Klassifizierung ist erst mit der genauen Kenntnis des Reaktionsmechanismus möglich.
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