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Chemie für Mediziner: Vitamine und Coenzyme

Coenzyme

Viele Enzyme bestehen aus einem Apoenzym (dem Protein-Körper) und einem Coenzym. Zusammengesetzt ergeben diese das Holoenzym, wobei das Coenzym einen Teil des aktiven Zentrums des Enzyms darstellt. Im Gegensatz zu einem Katalysator wird das Coenzym bei der Reaktion verändert. Es muss über einen Folgeprozess wieder in seine ursprüngliche Form zurückversetzt werden. Man unterscheidet hierbei zwei Fälle:

  • Bei prosthetischen Gruppen ist das Coenzym fest an das Apoenzym gebunden (z.B. FAD, Liponsäure, Häm).
  • Wird das Coenzym nach der Reaktion wieder freigesetzt, bezeichnet man es als Cosubstrat (z.B. ATP, NADH, PLP).

Energiereiche Nucleosidtriphosphate

Tab.1
CoenzymFunktionVitamin
Adenosin-triphosphat (ATP)Transphosphorylierung, Gruppentransfer-
Cytidin-triphosphat (CTP)Gruppentransfer-
Guanosin-triphosphat (GTP)Transphosphorylierung, Monosaccharid-Transfer-
Uridin-triphosphat (UTP)Monosaccharid-Transfer-

Gruppenübertragende Coenzyme

Tab.2
CoenzymFunktionVitamin
Biotin CO2-Transfer Biotin
Coenzym A Acetyl- und Acyl-Transfer, Fettsäure-Stoffwechsel Pantothensäure
Desoxyadenosyl- bzw. Methylcobalamin (B12)Gruppentransfer, Isomerisierung Cobalamin
Liponsäure (6,8-Dithio-octansäure)Acyl-Transfer bei oxidativer Decarboxylierung-
Phyllohydrochinonspezifischer Carboxy-Transfer Phyllochinon
Pyridoxalphosphat (PLP)Transaminierung, Decarboxylierung, Racemisierung Pyridoxol
RetinylphosphatMonosaccharid-Transfer Retinol
Tetrahydrofolsäure (THF) C1-Transfer Folsäure
Thiaminpyrophosphat oxidative Decarboxylierung, Aldehyd-Transfer Thiamin

Wasserstoff-, Elektronen- und Sauerstoff-übertragende Coenzyme

Tab.3
CoenzymFunktionVitamin
Eisenporphyrine (Häm-Systeme)Sauerstoff- und Elektronen-Transfer-
Eisen-Schwefel-ClusterElektronen-Transfer-
Flavin-Adenin-Dinucleotid (FAD) Wasserstoff-Transfer Riboflavin
Flavin-Mono-Nucleotid (FMN) Wasserstoff-Transfer Riboflavin
Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid (NAD) Wasserstoff-Transfer Nicotinsäure
Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid-Phosphat (NADP) Wasserstoff-Transfer Nicotinsäure
proteingebundenes KupferElektronen-Transfer-
Ubichinon (Coenzym Q) Wasserstoff- und Elektronen-Transfer-
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