Uncofactor é xeralmente definido como un composto non proteico de baixo peso molecular que se une a unha proteína (xeralmenteencimática) e requírese para a actividade biolóxica da proteína. Os cofactores considéranse moléculas distintas dosubstrato, que "axudan" na catálise encimática. Para unha discusión sobre a definición do termo véxase osegundo capítulo.
Os cofactores poden clasificarse segundo a súa natureza química en orgánicos e inorgánicos.
Tamén se poden clasificar segundo a forza con que se unan á proteína en:grupos prostéticos, unidos de forma forte e permanente, ecoencimas, unidos máis feblemente. Pero é importante salientar que non hai unha clara división entre unión "feble" e "forte" do cofactor co encima.[16] De feito, moitos, como o NAD+ poden estar fortemente unidos nuns encimas e feblemente noutros.[16]. Os cofactores fortemente unidos rexenéranse, en xeral, durante o mesmo ciclo de reacción, mentres que os que están feblemente unidos rexenéranse nunha reacción posterior catalizada por un encima diferente. Neste último caso, o cofactor podería tamén ser considerado un substrato ou cosubstrato.
Cando un encima require un cofactor, a parte proteica do encima (inactiva) chámase apoencima. Oapoencima xunto co cofactor forma oholoencima, que é o encima completo activo.[16]
Algúns encimas oucomplexos encimáticos requiren máis dun cofactor. Por exemplo, o complexo multiencimáticopiruvato deshidroxenase[17] require cinco cofactores inorgánicos e un ión metálico, que son: opirofosfato de tiamina (TPP) unido feblemente, alipoamida unida covalentemente, e oflavín adenín dinucleótido (FAD) unido covalentemente, e os cosubstratosnicotín adenín dinucleótido (NAD+) ecoencima A (CoA), e un ión metálico (Mg2+).
Moitos cofactores orgánicos sonvitaminas ou derivados delas. Moitos conteñen onucleótidoAMP como parte da súa estrutura, o que pode indicar unha orixe evolutiva común como parte deribozimas nun primitivo "mundo de ARN", tal como propoñen algunhas teorías sobre aorixe da vida. Suxeriuse que a parte formada polo AMP funcionaría como unha especie de "asa" coa que o encima "agarraría" ao coencima para movelo entre diferentes centros catalíticos.[18]
Na literatura científica os termos cofactor, coencima e grupo prostético con fecuencia utilízanse en distintas fontes con significados algo diferentes, de modo que son termos un tanto imprecisos e usados un pouco libremente[19].
Algunhas fontes usan o termo "cofactor" só para substancias inorgánicas (os coencimas non serían cofactores).[20][21]
O termo coencima refírese especificamente a cofactores de encimas e fai referencia a unha propiedade funcional da proteína. O termo grupo prostético refírese á forza da unión (unha propiedade estrutural) entre o cofactor e o encima. Algúns consideran que as moléculas orgánicas unidas fortemente á proteína deben denominarse grupos prostéticos e non coencimas, mentres que outros definen a todas as moléculas orgánicas non proteicas necesarias para a actividade dos encimas como coencimas (tanto se están unidas fortemente coma se non), e denominan "grupos prostéticos coencimáticos" aos que están fortemente unidos.
A propia distinción entre cofactor orgánico e inorgánico non sempre é clara, xa que algúns cofactores teñen partes orgánicas e inorgánicas, como os grupos hemo, nos que a parteporfirínica é orgánica, e o ión ferro central é inorgánico.
Os moduladores alostéricos, que poden ser orgánicos ou inorgánicos, únense tamén aos encimas activándoos ou inhibíndoos, pero non son cofactores, xa que non se unen aocentro activo do encima, senón noutra zona, e non interveñen na catálise da reacción encimática.
Por último, algúns usan en certas áreas da bioloxía o termo "cofactores non encimáticos" para referirse a moléculas non proteicas (e ás veces mesmo proteicas) que activan, inhiben, ou que son requiridas para a función proteica. Por exemplo,ligandos comohormonas que se unen e activan un receptor poden ser denominados cofactores ou coactivadores, e os que as inhiben, correpresores. Na fervenza decoagulación sanguínea os distintos factores que interveñen moitas veces deben unirse a cofactores (outras proteínas) para funcionar.
Os cofactores orgánicos, como oATP eNADH, están presentes en todas as formas de vida e forman unha parte central do seumetabolismo. Esta conservación tan universal indica que estas moléculas evolucionaron moi cedo no desenvolvemento dos seres vivos.[22] Polo menos algúns dos actuais conxuntos de cofactores puideron, por tanto, estar xa presentes noúltimo antepasado común universal (LUCA), que viviu hai uns 4 mil millóns de anos.[23][24]
Os cofactores orgánicos puideron mesmo estar presentes xa antes na historia da vida na Terra.[25] É interesante sinalar que o nucleósidoadenosina está presente en cofactores que catalizan moitas reaccións básicas do metabolismo como transferencias de gruposmetil,acil, efosforil, e en reacciónsredox. Este conxunto universal de reaccións suxeriuse que é un resto do primitivo "mundo de ARN" proposto polahipótese do mundo de ARN, no que os primitivosribozimas evolucionaron para unirse a un conxunto restrinxido de nucleótidos e compostos relacionados.[26][27] Pénsase que os cofactores baseados na adenosina actuaron como adaptadores intercambiables que permitiron aos encimas e ribozimas unirse a novos cofactores por medio de pequenas modificacións en dominios proteicos de unión á adenosina xa existentes, os cales evolucionaran orixinalmente para unirse a un cofactor diferente[18].
