Coenzyme

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A l'exception des hydrolases, les enzymes sont constituées de deux éléments :

une apoenzyme, de nature protéique^[1], donc codé par le génome, impliquée dans la reconnaissance du substrat et sa liaison,
un coenzyme ou groupement prosthétique, molécule organique de petite taille de nature non protéique.

La combinaison du coenzyme et de l'apoenzyme forme l'holoenzyme (enzyme complet).

[modifier] Caractéristiques

Les coenzymes favorisent l'activité de l'enzyme, et sont même souvent indispensables. Beaucoup ne sont pas synthétisés par tous les êtres vivants, ce sont des facteurs de croissance ou des vitamines. Chez l'homme et les organismes supérieurs, le coenzyme doit être apporté par l'alimentation tandis que chez les procaryotes, il existe des chaînes biosynthétiques permettant à la cellule de synthétiser tous les coenzymes nécessaires à leur survie à partir d'une source de carbone (glucide le plus fréquemment). Les chaînes de synthèse des coenzymes sont souvent très complexes, faisant intervenir plus d'une dizaine d'étapes. Un exemple de coenzyme qui ne soit pas une vitamine est donné par l'hème dont l'apoenzyme est l'hémoglobine et dont la chaîne biosynthétique est conservée chez l'homme. Il existe une vingtaine de coenzymes, pour plus de deux mille enzymes : la spécificité de la réaction dépend uniquement de l'apoenzyme et non du coenzyme. À l'inverse des substrats qui sont transformés en produit durant la réaction enzymatique, les coenzymes finissent toujours par retrouver leur état initial.

Dans leur structure chimique, les coenzymes sont, pour la plupart, riches en électrons π (par un ou plusieurs noyaux cycliques) qui leur confère leur pouvoir catalytique.

Ils réagissent stœchiométriquement (mole à mole) à la réaction enzymatique.

[modifier] Deux types de coenzymes

Les réactions auxquelles participent les coenzymes sont des réactions de transfert (d'électrons, de protons, de groupement phosphate etc.) Ils servent d'accepteur temporaire. On distingue :

Les coenzymes activateurs

Les coenzymes activateurs ou groupements prostétiques sont fortement liés à l'apoenzyme par des liaisons covalentes. Ils ne se détachent pas de l'apoenzyme au cours de la réaction (exemple : FAD).

Les coenzymes transporteurs

Les coenzymes transporteurs ou cosubstrats : ils se dissocient facilement de l'apoenzyme. Le coenzyme ne retrouve son état initial que lors d'une seconde réaction faisant intervenir une deuxième enzyme (exemple : NAD, ATP). Quand l'enzyme est inactive, le coenzyme n'est pas fixé à l'enzyme.