Cofactor

Qué es un cofactor

Se estima que cerca de un tercio de todas las enzimas conocidas requieren al menos un componente no proteico para funcionar. A ese componente auxiliar se lo denomina cofactor. El término procede del latín co- (con, junto a) y factor (el que hace, el que actúa), y se emplea en bioquímica desde mediados del siglo XX para distinguir la fracción no proteica de las enzimas de su fracción proteica.

La terminología que rodea a este concepto merece un momento de atención, porque no siempre se utiliza con coherencia en los textos de divulgación. La proteína enzimática desprovista de su cofactor recibe el nombre de apoenzima; carece de actividad catalítica por sí sola. Cuando la apoenzima incorpora el cofactor que necesita, el complejo resultante se denomina holoenzima y es la forma plenamente activa. Algunos complejos enzimáticos necesitan varios cofactores simultáneamente. El complejo de la piruvato deshidrogenasa, que conecta la glucólisis con el ciclo de Krebs, utiliza cinco coenzimas orgánicas (pirofosfato de tiamina, lipoamida, FAD, NAD⁺ y coenzima A) y un ion Mg²⁺.

Iones metálicos como cofactores

Los iones metálicos participan en la catálisis enzimática de tres maneras distintas, que no son excluyentes entre sí. Pueden actuar como centros catalíticos directos en el sitio activo: el zinc en la anhidrasa carbónica polariza la molécula de agua para facilitar la hidratación del CO₂. Pueden servir de puente entre la enzima y el sustrato, estabilizando la geometría del complejo de transición. Y pueden contribuir a mantener la conformación tridimensional de la proteína en su forma funcional, sin intervenir directamente en la reacción catalítica.

A las enzimas que contienen un ion metálico unido con fuerza se las llama metaloenzimas; el metal permanece incorporado durante la purificación y solo se pierde si se desnaturaliza la proteína. En otras enzimas, el ion metálico se asocia con menor afinidad y se comporta más bien como un activador disociable: el Mg²⁺ que muchas quinasas necesitan para coordinar el ATP pertenece a esta segunda categoría. No es raro que una misma enzima requiera más de un metal; la superóxido dismutasa mitocondrial contiene manganeso, mientras que la isoforma citosólica alberga cobre y zinc en el mismo sitio activo.

Coenzimas: la vertiente orgánica

Cuando el cofactor es una molécula orgánica, se habla de coenzima. La mayoría de las coenzimas derivan de vitaminas hidrosolubles del grupo B: el NAD⁺ de la nicotinamida, el FAD de la riboflavina, la coenzima A del ácido pantoténico. Esa dependencia nutricional explica un hecho clínico que ya se conocía mucho antes de que se aislara ninguna coenzima: las avitaminosis provocan trastornos metabólicos porque, sin la vitamina precursora, las enzimas que dependen de esa coenzima pierden su actividad.

Las coenzimas se subdividen en cosustratos (se unen transitoriamente a la enzima, participan en la reacción y se liberan modificadas para regenerarse en otra reacción) y grupos prostéticos (permanecen unidos covalentemente a la apoenzima y se reoxidan o reducen in situ). La frontera entre ambas categorías no siempre es tajante, y el mismo compuesto puede actuar como cosustrato en una enzima y como grupo prostético en otra.

Preguntas frecuentes

¿Cofactor y coenzima significan lo mismo?

No. Cofactor es el término paraguas que engloba todo componente no proteico que una enzima necesita. Las coenzimas son un subgrupo: los cofactores de naturaleza orgánica. Los iones metálicos son cofactores, pero no coenzimas.

¿Qué metales actúan habitualmente como cofactores?

Los más frecuentes son el zinc, el hierro (en forma ferrosa o férrica), el magnesio, el manganeso, el cobre, el cobalto y el molibdeno. Son oligoelementos que el organismo necesita en cantidades de microgramos o miligramos diarios. El calcio, el cromo y el yodo tienen papeles biológicos reconocidos pero no suelen clasificarse como cofactores enzimáticos clásicos.

¿Qué es un grupo prostético?

Un cofactor, orgánico o inorgánico, que permanece unido con fuerza a la apoenzima de forma más o menos permanente. El FAD de la succinato deshidrogenasa y el grupo hemo de los citocromos son dos ejemplos bien conocidos. El término «prostético» viene del griego prosthétikos, «añadido», porque se trata de un elemento adicional a la cadena polipeptídica de la enzima.

Referencias

1. Biblioteca Nacional de Medicina de EE. UU. Minerales. MedlinePlus en español.
2. Berg JM, Tymoczko JL, Stryer L. Biochemistry. W.H. Freeman, 9.ª edición. NCBI Bookshelf.
3. Manual MSD, versión para profesionales. Generalidades sobre las vitaminas.
4. Real Academia Española. Cofactor. Diccionario de la lengua española, 23.ª edición.