Coenzyme

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Les coenzymes (féminin ou masculin^[1],[2]) sont des molécules organiques particulières, pouvant inclure des ions métalliques, ayant pour spécificité de servir de cofacteurs à certaines enzymes, en participant obligatoirement à la réaction catalytique. Deux types de coenzymes peuvent être distinguées : celles qui sont structurellement liées par une liaison covalente à l'enzyme au sein d'un complexe stable et qu'on qualifie de groupements prosthétiques, et celles qui se lient de manière transitoire à l'enzyme et participent au cycle catalytique.

Dans le cas des premières qui forment des complexes stables, la coenzyme fait partie intégrante de l'enzyme, la partie purement protéique est appelée apoenzyme ; tandis que la protéine associée à sa ou ses coenzyme(s) est appelée holoenzyme. La spécificité réactionnelle est portée par une structure de type holoenzymatique.

Les coenzymes sont impliquées directement dans la catalyse, par exemple :

• comme substrats particuliers (cosubstrats) comme des coenzymes apportant l'énergie (ATP, GTP, etc.) ou comme coenzymes rédox (NAD, FAD, groupements héminiques, etc.) ;
• comme activateurs de substrats [la Coenzyme A (constitué d'un nucléotide, l'adénosine diphosphate ou ADP, d'une vitamine, la vitamine B₅ ou acide pantothénique et d'un acide aminé, la cystéine, légèrement modifiés et liés entre eux.), la Biotine alias vitamine B₈,…) ;
• comme groupe, ou groupement, prosthétique, lié au site actif (Thiamine-pyrophosphate ou TPP, un dérivé de l'Aneurine alias vitamine B₁, Pyridoxal-Phosphate ou PLP, un dérivé de la Pyridoxine alias vitamine B₆, etc.).

Cette classification est contestable mais repose sur les fonctions (qui peuvent être regroupées autrement) et non sur la distinction groupement prosthétique/coenzyme libre. NAD est libre, FAD est lié mais les deux coenzymes ont le même rôle de transfert d'électrons et d'ions H⁺.

Autre possibilité de classement :

• des coenzymes rédox (qui existent donc sous deux formes, réduite et oxydée) ;
• des coenzymes de transfert de groupements ;
• des coenzymes activateurs de substrats (qui peuvent être classés aussi dans les précédents).