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Lexikon der Ernährung: Coenzym

Coenzym, E coenzyme, im engeren Sinne eine niedermolekulare, dissoziable Gruppe, die für die katalytische Wirkung (Gruppenübertragungen, Übertragung von Wasserstoff oder Elektronen) von vielen Enzymen notwendig ist (z. B. NAD, Abb.). C. in diesem Sinne koppeln zwei sonst voneinander unabhängige Enzymreaktionen und können deshalb als Transportmetabolite angesehen werden. Da diese C. bei den entsprechenden Reaktionen wie ein zweites Substrat wirken, werden Sie auch als Cosubstrat bezeichnet.
Im weiteren Sinne werden als C. alle katalytisch aktiven, niedermolekularen Gruppen von Enzymen bezeichnet. Ist das C. dabei kovalent und permanent an das Enzymprotein, das Apoenzym, gebunden, wird es als prosthetische Gruppe bezeichnet. Der Komplex von Enzym und C. wird als Holoenzym bezeichnet.
Viele Beispiele, in denen NAD / NADH als Cosubstrate fungieren, findet man in der Glycolyse, der alkoholischen Gärung und im Tricarbonsäure-Zyklus.
Flavin, Häm und Pyridoxalphosphat sind Beispiele für C. im weiteren Sinne. Die Metalle gelten als anorganische Cofaktoren von Enzymreaktionen und nicht als C.
Die meisten C. leiten sich von den Vitaminen ab (Tab.) und können vom Körper nicht synthetisiert werden. Die vielfältigen Funktionen der C. umfassen: Wasserstoffübertragungen bei Redoxreaktionen, Decarboxylierungen, Carboxylierungen, Transaminierungen, C-1-Gruppenübertragungen sowie Acylgruppenübertragungen. Ein Mangel an C., z. B. aus alimentären Gründen, führt zu einer verringerten Aktivität des Enzyms. Die Ermittlung der Enzymaktiväten ermöglicht eine Aussage über den Versorungszustand mit einigen Vitaminen. C., die sich von Purin- oder Pyrimidinnucleotiden ableiten, können vom Organismus selbst synthetisiert werden und dienen der Übertragung von Phosphat- oder Adenylresten, der Phospholipidbiosynthese, der Saccharidübertragung, der Übernahme von Methylgruppen und der Sulfatübertragung. Die Cytochrome als Hämproteine und Ubichinon haben eine Bedeutung beim Elektronentransport der Atmungskette.


Coenzym: Die Rolle von NAD als Coenzym (im engeren Sinne) bzw. Cosubstrat bei der Dehydrierung und Hydrierung. Enz. I = Triosephosphat-Dehydrogenase, Enz. II = Alkohol-Dehydrogenase; S und S-H2 = oxidiertes und reduziertes Substrat; P und P-H2 = oxidiertes und reduziertes Produkt. Coenzym

Coenzym: Tab. Einteilung, Stoffwechselfunktionen und Quelle der Coenzyme.

Coenzym

Funktion

Herkunft aus Vitamin

1) Oxidoreduktionscoenzyme

NAD

Wasserstoff- und Elektronentransport

Nicotinsäure

NADP

Wasserstoff- und Elektronentransport

Nicotinsäure

FMN

Wasserstoff- und Elektronentransport

Riboflavin

Ubichinon (Coenzym Q)

Wasserstoff- und Elektronentransport

Riboflavin

Liponsäure

Wasserstoff- und Elektronentransport

Hämcoenzyme

Elektronentransport

Ferredoxine

Elektronentransport und Wasserstoffaktivierung

Thioredoxine

Wasserstofftransport

2) Gruppenübertragungscoenzyme

Nucleosiddiphosphate

Übertragung von Phosphorylcholin und Zuckern (UDP, GDP, TDP und CDP)

Pyridoxalphosphat

Transaminierung, Decarboxylierung usw.

Vitamin B6

Phosphoadenosinphosphosulfat

Sulfatübertragung

Adenosintriphosphat

Phosphorylierung, Pyrophosphorylierung, Übertragung von Adenosyl- und Adenylgruppen

S-Adenosyl-L-methionin

Transmethylierung

(Methionin)

Tetrahydrofolsäure und Konjugate

Übertragung von Formyl-, Hydroxymethyl- und Methylgruppen

Folsäure

Biotin

Carboxylierung, Transcarboxylierung, Decarboxylierung

Biotin

Coenzym A

Transacylierung u. a.

Pantothensäure

Thiaminpyrophosphat

C2- und C1-Gruppenübertragung

Thiamin

3) Isomerisierungscoenzyme

Coenzymform des Vitamin B12

Isomerisierungen, z. B. Methylmalonyl-CoA zu Succinyl-CoA

Vitamin B12

Uridindiphosphat

Zuckerisomerisierung

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