Cofacteurs organiques d'enzymes (1)

Définition des termes cofacteur organique et coenzyme

Définitions de "cofacteur organiques d'enzyme" et de "coenzyme" selon l'EMBL-EBI "CoFactor - The organic enzyme cofactor database", en cohérence avec les définitions IUPAC

Les cofacteurs organiques d'enzymes sont des composés organiques (non macromoléculaires) dont la structure leur donne une réactivité chimique particulière et qui interviennent dans des réactions enzymatiques, au niveau du site actif, sous plusieurs états chimiques qui sont en interconversion cyclique.
On rencontre deux grands types - non exclusifs - de cofacteurs organiques d'enzymes : 1) les cofacteurs groupement prosthétique (fotement liés à l'apoenzyme au site catalytique, leur cycle de fonctionnement est intimement lié à l'acte catalytique), 2) Les cofacteurs qui se dissocient de l'enzyme après chaque cycle catalytique et se comportent ainsi en substrats (leur cycle d'interconversions est alors dépendant de plusieurs enzymes). La deuxième catégorie de cofacteurs organiques est qualifuée de coenzyme.

Notes : EMBL = European Molecular Biology Laboratory, EBI = European Bioinformatics Institute (une partie de l'EMBL), CoFactor - The organic enzyme cofactor database est à l'adresse http://www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/CoFactor/index.php, IUPAC = International Union of Pure and Applied Chemistry, les définitions IUPAC des termes sont disponibles à http://goldbook.iupac.org

Du flou dans l'usage courant des termes

Dans la littérature, les termes "cofacteur organique d'enzyme" et "coenzyme" sont souvent utilisés comme des synonymes. Dans le cadre de cet usage, les coenzymes existent sous deux grands types non exclusifs : 1) les coenzymes groupements prosthétiques et les coenzymes qui se dissocient de l'enzyme après chaque cycle catalytique et se comportent ainsi en substrats. Exactement commme écrit ci-dessus évidemment. Cet usage du terme coenzyme semble être l'usage ancien destiné à disparaître ?

• Voici pour finir ce paragraphe de définitions un extrait de la page FAQ du site EMBL-EBI "CoFactor - The organic enzyme cofactor database" ainsi qu'une image de cette page.

A cofactor is a non-standard amino-acid small molecule that assists an enzyme in catalysis [IUPAC]. To exclude allosteric regulaters, we require a cofactor to be present in the active site. Cofactors can be inorganic molecules (e.g. metal ions), or organic molecules (e.g. PLP), which may somtimes be complexes with metal ions (e.g. heme). In the CoFactor database, we aim to gather information about these organic cofactors.
We classify organic cofactors on two levels. Firstly, we can distinguish the cofactor's mode of binding to its target enzyme. If the cofactor dissociates from the enzyme after each catalytic cycle, it is called a coenzyme [IUPAC] , otherwise it is a prosthetic group [IUPAC]. The latter can be covalently or non-covalently bound to the enzyme, but generally stays with he protein during all its (catalytically active) life time. Secondly, we can distinguish organic cofactors on their source in human metabolism. Some cofactors are vitamins [Wiki] for humans, i.e. they have to be acquired by a food source. Others can be biosynthesised by the human cell. A third category does not occur in human metabolism at all.

http://www.ebi.ac.uk/thornton-srv/databases/CoFactor/glossary/definition.png

Le couple FAD/FADH₂ fournit un bon exemple de cofacteur organique d'enzyme groupement prosthétique. Le FAD est lié de façon covalente à l'apoenzyme (groupement prosthétique fortement lié à l'apoenzyme). Son cycle passe par les 2 états redox FAD (état oxydé) et FADH₂ (état réduit).

Exemple d'une telle enzyme, la fameuse succinate déshydrogénase (succinate:ubiquinone oxidoreductase) : BH₂ = succinate, B = fumarate, A = ubiquinone (forme oxydée), AH₂ = ubiquinol (forme réduite).

Toujours dans les réactions redox, le couple NAD⁺/NADH se comporte très souvent en coenzyme (donc de type cosubstrat). Le cycle NAD⁺/NADH passe alors par au moins 2 enzymes différentes : l'une réduisant le substrat NAD⁺ en NADH (contre l'oxydation d'un deuxième substrat BH₂ en B), l'autre oxydant le substrat NADH en produit NAD⁺ (contre la réduction d'un deuxième substrat A en AH₂), .

Exemple très classique chez les fermentaires homolactiques : dans la voie EMP (glycolyse), la glyceraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase oxyde et phosphoryle le glyceraldéhyde-3-phosphate (BH₂) en 3-phosphoglycérate (B) et réduit NAD⁺ en NADH. Le NADH sera recyclé en NAD⁺ par la lactate déhydrogénase grâce à la réduction du pyruvate (A) en lactate (AH₂).

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