Co-Enzyme

Ohne die Hilfe der Co-Enzyme kommen viele Enzyme ihren lebensnotwendigen Aufgaben nicht nach. Dann drohen ernste Stoffwechsel- und Verdauungsstörungen. Eine ausreichende Zufuhr durch Vitalstoffe oder Nahrungsergänzungen ist daher fürs Wohlbefinden wichtig.

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Co-Enzyme unterstützen Enzyme bei ihren essentiellen Aufgaben

Niedermolekulare Substanzen, die zum Ablauf einer (bio-)chemischen Reaktion beitragen, nennt man Cofaktoren. Sie können an ein Enzym oder Protein gebunden oder in dieses eingelagert sein. Cofaktoren bleiben während der Aktivität entweder unverändert oder werden mit umgesetzt. Zu den Cofaktoren zählen in erster Linie die Coenzyme (organische Moleküle) und Cosubstrate (chemische Verbindungen). Diese Unterscheidung ist allerdings wenig trennscharf, oft werden die Begriffe synonym für „kooperierende Nicht-Protein-Komponenten“ verwendet. Im Weiteren rechnet man Metall-Ionen und prosthetische Gruppen, also feste Verbindungen aus Enzymen und Coenzymen, den Cofaktoren zu.

Warum benötigen wir Enzyme?

Enzyme werden in den Zellen hergestellt. Sie setzen sich aus einer oder mehreren Proteinketten zusammen. In unserem Körper finden sich Millionen Enzyme. Als Motor für biochemische Umwandlungen sind sie an unzähligen lebensnotwendigen Reaktionen von der Verdauung über den Stoffwechsel bis zur Immunabwehr  beteiligt – ohne Enzyme würden die meisten Körperfunktionen schlicht zum Erliegen kommen.

Aufgabe der Enzyme ist es, bestimmte Stoffe (Substrate) in andere Stoffe umzusetzen und große Moleküle aufzuspalten. Während dieser Prozesse gehen sie mit den Stoffen eine vorübergehende Verbindung ein, bleiben selbst aber unverändert. Daher hat sich für Enzyme die Bezeichnung Biokatalysatoren durchgesetzt.

In welchem Zusammenhang stehen Co-Enzyme und Enzyme?

Viele Enzyme werden nur in Anwesenheit von Cofaktoren im Allgemeinen und Co-Enzymen im Besonderen aktiv. Das heißt: Überwiegend können Enzyme ihre Aufgaben nicht alleine bewältigen, weil ein spezielles Teilstück fehlt. Das liefern die Co-Enzyme als Bestandteil der Nahrung. Entsprechend lassen sich Co-Enzyme als Hilfsenzyme bezeichnen.

Insbesondere Mineralstoffe, Spurenelemente und Vitamine  fungieren als Co-Enzyme. Unter diesen kommt den Vitaminen B1, B2, B6, B12 und C sowie Eisen, Kupfer, Magnesium, Mangan, Molybdän, Natrium, Nickel, Selen und Zink die größte Bedeutung zu. So ist zum Beispiel Zink in rund 80 verschiedene enzymatische Tätigkeiten involviert.

Co-Enzyme werden im Gegensatz zu Enzymen bei ihren Aufgaben verbraucht und müssen daher ständig regeneriert bzw. über die Nahrung zugeführt werden – ohne die Unterstützung der Cofaktoren treten im Körper schwerwiegende Stoffwechselstörungen auf.

Wie wirken Co-Enzyme?

Co-Enzyme sind komplexe organische Moleküle, die sich an den Proteinanteil eines Enzyms binden und diesem bei seiner Arbeit helfen.

  • Ein Holoenzym ist die Verbindung des Proteinanteils eines Enzyms mit einem Co-Enzym, das selbst kein Protein ist.
  • Als Apoenzym bezeichnet man den Proteinanteil eines Holoenzyms ohne gebundenes Co-Enzym.

Meist ist die Bindung zwischen Enzym und Co-Enzym locker und vorübergehend. Hat sie hingegen eine dauerhafte Natur, spricht man von einer prosthetischen Gruppe. Hier bleiben die organischen Moleküle vor, während und nach der Reaktion am Enzym gebunden und werden auch dort wieder regeneriert. So zum Beispiel das Häm an Hämoglobin.

Analog zum Enzym greift auch das Co-Enzym in die Reaktion mit dem Substrat ein. Allerdings führt die Beteiligung an der Enzymreaktion zu einer chemischen Veränderung. Man unterscheidet zwischen Co-Enzymen, die in Gruppentransferprozesse und Redoxreaktionen eingebunden sind.

Co-Enzyme lassen sich auf zwei Arten unterteilen:

  • Gruppenübertragende Co-Enzyme: Zum Beispiel Adenosintriphosphat (ATP), das Coenzym A oder Thiamindiphosphat. Sie transportieren chemische Gruppen (beispielsweise Acetyl-, Amino- und Hydroxylgruppen, Phosphorsäurereste) und fungieren dabei als Donor oder Akzeptor.
  • Redoxcoenzyme: So nennt man Co-Enzyme, die bei Redoxreaktionen Elektronen oder Wasserstoff abgeben oder aufnehmen, zum Beispiel FAD (Vitamin B2), NAD, Liponamid und Eisen-Schwefel-Komplex.

Daraus wird deutlich, dass Co-Enzyme nicht nur für enzymatische Prozesse essentiell sind, sondern im Körper verschiedene Aufgaben übernehmen. Zu den wichtigsten zählen der Energie- und Wasserstofftransport:

  • Energietransport: Sämtliche Körperfunktionen sind auf Energie angewiesen. Die reaktionsfreudigen Co-Enzyme können Energien kurzfristig speichern, an die erforderliche Stelle transportieren und dort wieder freigeben
  • Wasserstofftransport: In zahlreichen Schritten oxidiert unser Stoffwechsel Nahrung zu körpereigenen Stoffen. Für solche und andere ständig ablaufende Oxidationsreaktionen ist der Wasserstofftransport notwendig. Dabei nehmen Co-Enzyme Wasserstoff (Protonen und Elektronen) auf und geben diesen an anderer Stelle wieder frei. Dort nehmen sie erneut Wasserstoff auf usw.

Die meisten Co-Enzyme leiten sich von Vitalstoffen ab. Daneben existieren aber auch im Körper synthetisierte Co-Enzyme. Sie leiten sich oft von Nukleotiden ab.

Die bekanntesten Co-Enzyme

1. ATP: Das Molekül Adenosintriphosphat gehört zur Gruppe der Mononukleotide. Im Stoffwechsel spielt es eine doppelte Rolle. Erstens ist ATP als Zwischenprodukt aller zellulären Prozesse, die zu einer chemischen Speicherung von Energie führen, die wichtigste energiereiche Verbindung des Zellstoffwechsels. Mit anderen Worten ist ATP ein universeller Transport- und Speicherstoff für Energie; er findet sich in den Zellen aller Lebewesen. Weiterhin kann ATP eine Phosphatgruppe auf Substrate übertragen, die dann phosphoryliert werden. Als Co-Enzym fungiert ATP bei vielen enzymatischen Reaktionen als wichtiger Energielieferant.

2. Coenzym A: Ein Schlüsselmolekül des Zellstoffwechsels, das insbesondere im Fettsäurestoffwechsel eine wichtige Rolle spielt. In den Zellen ist das Coenzym A, kurz CoA, an unzähligen enzymatischen Reaktionen beteiligt. Dort wird es aus Pantothensäure, ATP und Cystein aufgebaut. CoA ist die biologisch aktive Form der Pantothensäure; die gesamte Pantothensäure der Zelle liegt praktisch in gebundener Form als CoA vor.

3. NAD (Coenzym 1 bzw. Q1): Nicotin(säure)amid-adenin-dinucleotid ist die Coenzymform des Vitamins Niacin (B2). Sie spielt beim Abbau der Kohlenhydrate, im Citratzyklus und bei vielen Stoffwechselvorgängen eine zentrale Rolle. Dabei entspricht NAD+, der oxidierten Form und NADH (Nicotinamid-Adenin-Dinucleotid-Hydrid) der reduzierten und energiereichen Form. Letztere wird auch NADH+H+ genannt. Hinzu kommt die Coenzymform NADP (Nicotinsäureamid-adenin-dinucleotidphosphat); wie NAD kann sie Protonen aufnehmen und abgeben. Das vom Körper benötigte NAD+ wird teilweise aus Niacin und zum Teil aus der Aminosäure Tryptophan hergestellt. Als Synonym für die verschiedenen Zustände etablierte sich der Sammelbegriff Coenzym 1. Entsprechende Nahrungsergänzungen kommen gewöhnlich mit der Bezeichnung NADH oder als Coenzym Q1 auf den Markt und sind auch im Wellnest Onlineshop verfügbar.

4. Ubichinon (Coenzym Q bzw. Q10): Ubichinon ist eine organische Verbindung aus der Gruppe der Chinone und strukturell mit Vitamin E und K verwandt. Ihr kommt eine bedeutende Stellung in der Atmungskette zu, wo sie als Überträger von Wasserstoffatomen dient. Ferner hat sie einen zentralen Einfluss auf die Bildung der universellen Körperenergie ATP. In seiner oxidierten Form ist Ubichinon ein Keton, in seiner reduzierten, Ubichinol genannten Form kommt es als Alkohol vor. Bei Ubichinon und Ubichinol handelt sich demnach um zwei Zustände einer identischen Substanz. Ubichinone sind im gesamten Tier- und Pflanzenreich verbreitet, die Variante U10 in höheren Tieren und beim Menschen. Sie ist unter der Bezeichnung Coenzym Q10 als Nahrungsergänzungsmittel erhältlich – natürlich auch im Wellnest Onlineshop.

Sollten Sie dazu und zur Versorgung mit Nährstoffen  noch Fragen haben, beraten wir Sie gerne persönlich unter 0800 401 35 60.