definizione
Per cofattore s’intende un costituente fondamentale nella genesi di un processo: in biochimica, il termine viene utilizzato per designare un’entità (in genere una sostanza) che funge da attivatore di una reazione catalitica (dal verbo greco καταλύειν → rompere, sciogliere); il cofattore è l’elemento che ne permette l’avvio e accelera il processo di trasformazione delle sostanze coinvolte.
Il lemma cofattore è formato dal prefisso co- (dal latino cum → insieme, con, che indica unione, partecipazione, collegamento) e da fattore (dal latino factor, derivato dal participio passato di facĕre → fare): “cum”-“facto“ indica che ha preso parte attivamente, ha collaborato, è stato partecipe del processo e, pertanto, esprime uno stato, un modo di essere; evidenzia come l’elemento agente sia compartecipe e coattore in un evento, in un processo od in una trasformazione, assumendo il ruolo di elemento fondamentale: la sua presenza sostiene e collabora al pieno svolgimento del processo in atto: non solo permette le trasformazioni reciproche delle sostanze, ma svolge anche il ruolo di catalizzatore, cioè di un componente in grado di condizionare la velocità con cui si verifica l’evento.
cofattori e biochimica
Comunemente di origine inorganica, in biochimica, i cofattori assumono la funzione di coenzimi: in enzimologia, in particolare, con il termine cofattore si indicano quelle molecole (solitamente di natura non proteica), quelle sostanze vitamino-simili o quegli ioni (usualmente metallici) che si associano all’enzima e ne rendono possibile l’attività catalitica, mentre si tende a riservare il termine coenzima alle sostanze di origine proteica: la maggior parte degli enzimi che richiedono il legame a cofattori perdono ogni funzionalità qualora questi non possano partecipare alla reazione chimica o siano assenti.
Un enzima privo del cofattore che ne rende possibile l’attività enzimatica è detto apoenzima: il legame tra cofattore ed apoenzima (enzima non attivo) permette la formazione del cosiddetto oloenzima (catalizzatore biologico attivo, detto anche oloproteina).
funzione dei cofattori
Le reazioni a cui partecipano i cofattori consistono solitamente nel trasferimento di qualche specie chimica (come un elettrone, un protone, un gruppo fosfato, un gruppo metilico …): il cofattore è spesso utilizzato come accettore temporaneo di questi gruppi; termini più specifici per indicare differenti tipi di cofattore sono anche coenzima, cosubstrato o gruppo prostetico.
Nell’uomo, i cofattori debbono spesso essere introdotti con l’alimentazione; sono circa una ventina i cofattori che possono essere considerato “essenziali”, a fronte di più di duemila enzimi: la specificità della reazione dipende unicamente dall’apoenzima e non dal cofattore ad esso associato.
Al contrario dei substrati, che sono trasformati durante la reazione enzimatica, i cofattori tornano sempre al loro stato iniziale ad eccezione dei cofattori impiegati nella catalisi delle reazioni di ossidoriduzione; la cessione di elettroni ad un substrato, da parte di una molecola, deve essere compensata con la possibilità di riacquistarli, per mezzo di una differente reazione, per essere nuovamente funzionale e quindi utilizzabile: ad esempio, il NAD+, dopo aver coadiuvato l’enzima nell’ossidazione del substrato si trasforma in NADH e deve essere riportato nella forma iniziale, cedendo gli elettroni acquisiti, ad una catena di trasporto degli elettroni.
Nella loro struttura chimica i cofattori sono, in massima parte, ricchi di elettroni che conferiscono le loro proprietà catalitiche; solitamente reagiscono stechiometricamente (mole a mole) nelle reazioni enzimatiche.
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