coenzima

sm. (pl. -i) [sec. XX; co- (primo elemento composti)+ enzima]. Sostanza (detta anche cofermento, cofattore, cosubstrato) a basso peso molecolare che costituisce il gruppo prostetico dell'enzima, cioè la sua porzione non proteica. L'unione del coenzima alla corrispondente frazione proteica, o apoenzima, è condizione indispensabile affinché un fermento possa svolgere la propria attività catalitica. Nella maggior parte dei casi il coenzima determina il carattere della reazione chimica enzimatica, mentre all'apoenzima è dovuta la specificità della reazione stessa. Le modalità con cui i coenzimi intervengono nei processi enzimatici sono molteplici: essi possono distaccarsi dalla parte proteica ed essere trasferiti al substrato con cui variamente reagiscono, oppure cedere al substrato solo un frammento della propria struttura; in altri casi l'enzima conserva la sua integrità limitandosi a favorire il trasferimento di gruppi chimici, di ioni o di cariche elettriche da un composto donatore al substrato accettore.

La classificazione dei coenzimi viene effettuata sulla base di criteri funzionali, cioè con riferimento all'attività degli enzimi corrispondenti. Si hanno così: coenzimi deputati al trasporto di ioni idrogeno (coenzimi flavinici) oppure al trasporto di elettroni (metallo-porfirine quali i coenzimi delle catalasi, delle perossidasi, i citocromi); coenzimi che permettono il trasferimento al substrato sia di elettroni sia di ioni idrogeno, come per esempio i coenzimi delle deidrogenasi o codeidrogenasi. Altri coenzimi intervengono nei processi metabolici di decarbossilazione (tiaminfosfato, piridossalfosfato) oppure nel trasferimento di radicali fosforici (ATP), acilici (Coenzima A), solforici (fosfoadenosinfosfosolfato o PAPS), di zuccheri monosaccaridi (UDP), della colina (colina-fosfato), ecc. Va sottolineato che l'attività biologica di numerose vitamine deriva dalla loro natura di coenzima o di metaboliti precursori di coenzimi.

Composto organico contenuto in tutti i tessuti animali, nei microrganismi e, in quantità minori, nellecellule vegetali. È stato isolato nel fegato e in colture di Streptomyces fradiae da Lipmann e Kaplan (1947-50), i quali ne hanno anche stabilito la natura di nucleotide e la struttura chimica, definitivamente confermata dalla sintesi totale realizzata da Moffatt nel 1959. Il CoA (A=acetilante) è formato da adenina, ribosio, tre unità di acido fosforico, acido pantotenico e tioetanolammina, quest'ultima prodotto di decarbossilazione della cisteina:

Il CoA è un trasportatore di radicali acilici così come l'ATP è un trasportatore di radicali fosforici. La funzione molecolare reattiva del CoA è il gruppo –SH della tioetanolammina, a livello del quale si formano legami ad alto potenziale energetico sia con radicali acetilici sia con altri radicali di acidi organici. Il CoA è un metabolita essenziale dell'attività biochimica delle cellule; la sua presenza è necessaria per lo svolgimento del ciclo di Krebs, per la sintesi e la demolizione degli acidi grassi e dei fosfatidi, per la sintesi del colesterolo, degli ormoni steroidi, delle porfirine. Tra i più importanti processi di acetilazione che avvengono nei tessuti con l'intervento del CoA si possono ricordare: la coniugazione della glicina con acido benzoico (sintesi ippurica); l'acetilazione detossicante delle ammine aromatiche ed eterocicliche esogene; l'acetilazione degli amminoacidi; l'acetilazione della colina, che porta alla sintesi del mediatore chimico della trasmissione nervosa, l'acetilcolina; l'acetilazione della glucosammina e della galattosammina, legate alla biosintesi della sostanza fondamentale del tessuto connettivo. Il CoA si forma nei tessuti animali a partire dall'acido pantotenico introdotto con gli alimenti e in piccola misura elaborato dalla flora batterica intestinale. Un insufficiente apporto di acido pantotenico provoca la riduzione dei livelli tissutali di CoA, a cui si accompagnano alterazioni di vario tipo come, per esempio, fenomeni degenerativi del sistema nervoso, lesioni delle ghiandole surrenali, manifestazioni di tipo dermatitico, arresto dell'accrescimento corporeo nell'infanzia.

Derivato 5-desossi-adenosinico della vitamina B₁₂, noto anche con il nome di cobammide. È contenuto in numerosi microrganismi e nel fegato dei Mammiferi, in cui si ritiene costituisca la forma biologicamente attiva della vitamina B₁₂. Il coenzima è il cofattore della glutammico-isomerasi, che catalizza l'isomerizzazione dell'acido L-glutammico in acido L-β-metil-aspartico; è inoltre il coenzima della metil-malonilCoA-isomerasi, che permette la trasformazione del metil-malonilCoA in succinilCoA. Altri importanti processi enzimatici collegati al metabolismo delle proteine e degli acidi nucleici richiedono la presenza di tale coenzima. In medicina viene largamente adoperato nelle anemie, nei disturbi dell'accrescimento, nelle convalescenze, durante la gravidanza, ecc.

Sostanza contenuta nei lieviti e nei mitocondri delle cellule animali, nota anche con i nomi di ubichinone e mitochinone . È un derivato del benzochinone avente una lunga catena laterale poli-isoprenoide. Il numero delle unità isoprenoidi varia in rapporto all'origine: 10 unità nel coenzima Q isolato dal cuore di bue e di altri mammiferi (coenzima Q₁₀), 6-9 unità isoprenoidi nei composti omologhi di origine microbica. Esiste inoltre una forma di coenzima a catena laterale ciclizzata che prende il nome di ubicromenolo. La sua funzione è quella di trasportatore di elettroni nell'ambito della catena respiratoria, come unità di collegamento tra il sistema delle flavoproteine e quello citocromico.