25.10: Coenzimas

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Muchas enzimas solo operan en combinación con moléculas orgánicas que en realidad son reactivos para la reacción. Estas sustancias se llaman coenzimas o cofactores. Algunas coenzimas funcionan con más de una enzima y están involucradas en reacciones con varios sustratos diferentes.

Varias de las vitaminas B funcionan como coenzimas o como precursores de coenzimas; algunas de ellas han sido mencionadas anteriormente. Nicotinamida adenina dinucleótido\(\left( \ce{NAD}^\oplus \right)\) que, en conjunto con la enzima alcohol deshidrogenasa, oxida etanol a etanal (Sección 15-6C), también es el oxidante en el ciclo del ácido cítrico (Sección 20-10B). El precursor de\(\ce{NAD}^\oplus\) es la vitamina B niacina o ácido nicotínico (Sección 23-2). La riboflavina (vitamina B\(_2\)) es un precursor del nucleótido flavina adenina\(\left( \ce{FAD} \right)\), una coenzima en procesos redox bastante similar\(\ce{NAD}^\oplus\) (Sección 15-6C). Otro ejemplo de una coenzima es el piridoxal (vitamina B\(_6\)), mencionado en relación con la desaminación y descarboxilación de aminoácidos (Sección 25-5C). Otra más es la coenzima A\(\left( \textbf{CoA} \ce{SH} \right)\), que es esencial para el metabolismo y la biosíntesis (\ (\ alfa\) Carbones de derivados de ácidos carboxílicos” href=” /Estanterías/química_orgánica/libro:_básico_principios_de_químicaorgánica _ (Roberts_and_caserio) /18:_carboxilic_ácidos_y_su_derivativos/18.09:_ Reacciones_at_el/ (/alpha/) _carbons_of_acid_carboxilic_derivados #18 -8f_biológico_claisen_condensaciones_y_aldol_adiciones. _Fatty_Acid_Metabolismo">Secciones 18-8F, 20-10B y 30-5A).

Una coenzima especialmente interesante es el pirofosfato de tiamina (vitamina B\(_1\)) que, junto con la enzima apropiada, descarboxilata el ácido 2-oxopropanoico (ácido pirúvico; Sección 20-10B). Podemos escribir la reacción general de la siguiente manera:

Si bien no sabemos exactamente cómo se une la tiamina a la enzima, las características esenciales de la reacción se entienden bastante bien. La tiamina tiene un hidrógeno ácido en la posición 2 del anillo de azatiaciclopentadieno, y debes reconocer que la base conjugada,\(10\), es tanto un iluro de nitrógeno como un iluro de azufre (Sección 16-4A):

La acidez del protón anular del anillo de tiamina es consecuencia del nitrógeno positivo adyacente y la conocida capacidad del azufre para estabilizar un carbanión adyacente. El ataque nucleofílico del carbono aniónico de\(10\) on\(\ce{C_2}\) del ácido 2-oxopropanoico es seguido por descarboxilación:

La reacción global introduce una cadena de dos carbonos en la\(\ce{C_2}\) posición del anillo de tiamina y la coenzima modificada resultante\(11\), funciona en reacciones biológicas posteriores como portador de un\(\ce{CH_3-CHOH}-\) grupo y fuente potencial de un\(\ce{CH_3CO}-\) grupo. El metabolismo de la glucosa (Sección 20-10) requiere la conversión de piruvato a etanoil CoA por medio de\(11\); y, en fermentación, el grupo hidroxietilo de\(11\) se libera como etanal, el cual se reduce a etanol en\(\ce{NADH}\) (ver Sección 15-6C para discusión de la reacción inversa).

El pirofosfato de tiamina también juega un papel clave en las reacciones biosintéticas que construyen (o degradan) pentosas a partir de hexosas. Anteriormente hemos mencionado estas reacciones en relación con el ciclo Calvino (Sección 20-9) y la vía pentosa-fosfato (Sección 20-10C).

Colaboradores y Atribuciones

John D. Robert and Marjorie C. Caserio (1977) Basic Principles of Organic Chemistry, second edition. W. A. Benjamin, Inc. , Menlo Park, CA. ISBN 0-8053-8329-8. This content is copyrighted under the following conditions, "You are granted permission for individual, educational, research and non-commercial reproduction, distribution, display and performance of this work in any format."