二氢辅酶
二氢辅酶
简介
某些为催化活性所必需的，与酶蛋白疏松结合的小分子量的有机物质。
一部分酶除蛋白质部分外，尚含有对它们的功能直接有关的一些无机或有机成分，这些成分统称为酶的辅因子，如果缺少这些成分，酶就显不出活性。
辅因子包括金属离子和一些分子量不大的有机化合物。一般常见的金属离子有锌离子(Zn()、镁离子(Mg()、铁离子(Fe()、铜离子(Cu()等，例如醇脱氢酶含锌、精氨酸酶含锰、而多酚氧化酶则含铜等。
与酶蛋白结合很松弛，用透析和其它方法很易将它们与酶分开的称为辅酶（Coenzyme）——还有激活剂与辅基之分（见文章的最后，此不表）。辅酶尽管不同于酶的底物，但在作用方式上和底物类似，在酶反应过程中与酶结合、分离及反复循环。辅酶用量的确定可将它们按底物处理。例如乳酸脱氢酶中辅酶按双底物动力学方程计算。
有不少酶既含有金属辅因子也含有辅酶。许多辅酶是或维生素的衍生物。
作为辅酶的B族维生素及其衍生物 20世纪前 50年在维生素研究中的突出成就就是分离和鉴定了许多维生素（特别是 B族维生素）并阐明了它们在人体内的作用。发现不少维生素类 (特别是B族维生素或其衍生物)是有机体中一些重要酶类的辅酶，它们的需要量虽不多但必须从食物中摄取。
常见的辅酶
1、硫胺素 即维生素B1。它在生物体内的辅酶形式是硫胺素焦磷酸 (TPP)（图1[硫胺素焦磷酸(TPP)的结构式]）。
硫胺素焦磷酸过去也称为辅羧酶。它在动物糖代谢中起着重要作用，例如丙酮酸在脱羧作用时需要它。在TPP缺少的情况下,代谢中间物丙酮酸不能顺利脱羧会积聚于血液和组织中而出现神经炎症状。TPP 还是其他酶例如 -酮酸氧化酶、转酮醇酶的辅酶。TPP催化的酶反应还需要有镁离子的存在。
2、烟酰胺 是一系列酶类的辅酶的前体。
很早就知道烟酰胺可以防止糙皮病。1904年已知酒精发酵时不能缺少一种叫辅酶Ⅰ的物质，1933年这种辅酶Ⅰ被分离出来。1934年德国生化学家O.瓦尔堡又分离出一个与辅酶Ⅰ相近似的物质，称为辅酶Ⅱ，并证实了烟酰胺是这两种辅酶的组成部分，现在已经弄清楚辅酶Ⅰ的化学组成是烟酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD()（图2[辅酶Ⅰ即NA的结构式]的结构式" class=image>），辅酶Ⅱ的化学组成为烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NAD)。
以NAD(和NADP(为辅酶的酶,称为吡啶核苷酸（或烟酰胺核苷酸）连接的脱氢酶。这些酶催化细胞内的氧化还原反应。一般说来，与NAD(相连的脱氢酶类通常与呼吸过程有关，而与NADP(相连的则与生物合成反应有关。
3、核黄素 即维生素B2。参与组成两种辅酶,是细胞内的氧化还原系统的主要成分,它们是黄素单核苷酸(FMN)和黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)。
FMN和FAD是一系列黄素连接的氧化还原酶或称为黄素蛋白类的辅酶，从它们与酶蛋白结合紧密的程度来说，也可认为是辅基。这些酶中有的除了FMN或FAD外，还需要一些金属辅助因子，如铁或钼离子等。因此它们被称为金属黄素蛋白。这些酶催化一系列可逆或不可逆的细胞中的氧化还原反应。
4、吡哆醛及其衍生物 吡哆醛、吡哆胺和吡哆醇总称为维生素B6（图3[维生素的结构式]的结构式" class=image>）。维生素B6参与形成两种辅酶，即吡哆醛磷酸和吡哆胺磷酸。
需要吡哆醛磷酸或吡哆胺磷酸作为辅酶的酶在氨基酸代谢中特别重要，催化转氨、脱羧以及消旋作用等。
5、生物素 作为一些酶的辅基而起辅因子作用。它以共价键的形式通过酰胺键和脱辅基酶蛋白的一个专一赖氨酰残基的ε- 氨基相连。ε-N-生物素酰-L-赖氨酸称为生物胞素(biocytin) (图4[生物素作为辅基的形式])。
需要生物素的酶类能催化二氧化碳的参入 (羧化作用)或转移,因而生物素和二氧化碳的固定密切相关。在羧化作用时还需要腺苷三磷酸(ATP)和镁离子的存在,此外生物素在蛋白质生物合成中以及转氨基作用中也起着重要作用。
6、泛酸 最初作为酵母的生长因子被分离出来。由于在生物中广泛存在，因而被称为泛酸。泛酸的辅酶形式是辅酶A（CoA或CoASH）,是酶促乙酰化作用的辅助因子（图5[辅酶A的结构式]），在生物学上的重要性是作为酰基的载体或供体，在代谢上尤其是脂肪酸的代谢上甚为重要。
7、叶酸 由于最早是从菠菜叶中被分离出来，故名。
叶酸的辅酶形式是四氢叶酸(图6[四氢叶酸的结构式]),它作为酶促转移一碳基团（如甲酰基等）的中间载体而在嘌呤类、丝氨酸、甘氨酸和甲基基团的生物合成中起作用。此外，叶酸在核蛋白的生物合成上也是不可缺少的。
8、维生素 在20年代已经发现给病人吃动物的肝能治疗恶性贫血，说明肝中有一种因子对恶性贫血有效。现在维生素B12已经被分离提纯并且结构也已弄清。维生素B12的结构中有一个咕啉(corrin)环系统，并且含有钴离子及氰基(CN)，故又称氰钴胺素。纯净的维生素B12溶液呈红色,这也是一般钴化合物的特征。作为辅酶时,维生素B12中的CN被5＇-脱氧腺苷基团所代替,称为辅酶B12。这是一个不稳定的化合物，当有氰化物存在或暴露于光照下即转变为维生素B12。如以5＇-脱氧腺苷基代替式中的黑体-CN基，就是辅酶B12的结构式。
意义
辅酶在几种重要的代谢反应中起作用。在二羧酸的异构作用中，例如在谷氨酸转化为甲基天冬氨酸的酶促反应中，在乙二醇和甘油转化为醛类，生物合成甲基基团以及核苷的合成中需要辅酶B12（图7 [辅酶的结]的结" class=image>[构式]）。
其他重要辅酶，除了B族维生素成员组成了大部分重要的辅酶以外,在生物化学上重要的还有辅酶Q、谷胱苷肽、尿苷二磷酸葡糖(UDPG)、维生素K族等。