Las coenzimas son moléculas orgánicas pequeñas que se unen a las enzimas y son esenciales para su actividad catalítica. Algunas coenzimas comunes son NAD+, FAD, coenzima A y ácido tetrahidrofólico. Estas coenzimas transportan grupos químicos como electrones, protones e hidruros para permitir reacciones enzimáticas importantes como la oxidación, reducción y transferencia de grupos.

1. ¿Qué es una Coenzima? Muchas enzimas son proteínas conjugadas, que
contienen algún componente de naturaleza no proteica, al que se denomina
cofactor. El cofactor suele ser esencial para la catálisis enzimática, y junto a la
parte proteica de la enzima o apoenzima, constituye la holoenzima. La naturaleza
química de los cofactores es variada: pueden ser iones metálicos (como las
metaloenzimas), o moléculas orgánicas, llamadas coenzimas. Algunas enzimas
requieren uno o más iones metálicos y una coenzima para llevar a cabo su función
catalítica. Cuando la coenzima se encuentra unida fuertemente a la apoenzima por
enlaces covalentes se denomina grupo prostético.
Las coenzimas aportan grupos o moléculas de pequeño tamaño, pero con una alta
reactividad dentro de la estructura tridimensional de la enzima. La presencia de
cofactores aumenta el número y la variedad de grupos los químicos que pueden
actuar en la catálisis, haciendo posibles reacciones que, quizá, no podrían
desarrollarse si sólo participaran grupos funcionales de los aminoácidos proteicos.
Existen alrededor de una docena de coenzimas. Este número es mucho menor que
el de enzimas que las utilizan, ya que una misma coenzima puede ser empleada
por varias enzimas diferentes. Por ejemplo, la coenzima NAD+ participa en un
centenar de enzimas. Cuando la coenzima se modifica netamente durante el
proceso catalítico, se suele denominar cosustrato, ya que reacciona con el sustrato
principal y se transforma químicamente. Así, en la alcohol deshidrogenasa, el
NAD+ capta átomos de hidrógeno del sustrato etanol y se transforma en NADH:
CH3—CH2OH + NAD+ → CH3—CHO + NADH + H+ etanol acetaldehído.
La regeneración de NAD+, para ser utilizado de nuevo en la oxidación de etanol, se
puede conseguir cuando la forma NADH es empleada por otra enzima diferente (p.
ej., lactato deshidrogenasa) para reducir su sustrato correspondiente:
CH3—CO—COOH + NADH + H+ → CH3—CH(OH)—COOH + NAD+piruvato lactate
Esta dualidad de formas de una coenzima no es exclusiva de NAD+. La mayoría de
ellas presenta dos formas, cada una de las cuales es utilizada preferentemente
como cosustrato en una determinada reacción enzimática.
Las coenzimas suelen clasificarse atendiendo a la función de las enzimas de las que
forman parte y a la reacción que éstas catalizan. Las coenzimas de

2. oxidorreductasas, que transfieren electrones, protones, iones hidruro o átomos de
hidrógeno, son NAD+, NADP+ (nicotinamida-adenina dinucleótido
fosfato), FAD (flavina-adenida dinucleótido) y FMN (flavina mononucleótido).
Las estructuras del NAO+ y del NAOP+ contienen adenosina y el derivado N-
ribosilo de la nicotinamida, que están unidos a través de un grupo pirofosfato (Fig.
6.15a). El NAOP+ posee otro fosfato más unido al grupo 2' -OH de la adenosina.
(En un nucJeótido, los átomos del anillo del azúcar se designan con una prima para
diferenciarlos de los átomos de la base.) Tanto el NAO+ como el NAOP+
transportan electrones para varias enzimas de un grupo denominado
deshidrogenasas. (Las deshidrogenasas catalizan reacciones de transferencia de
bidruro (H:-). Muchas deshidrogenasas que catalizan reacciones implicadas en la
generación de energía utilizan la coenzima NAOH. Las enzimas que requieren
NAOPH normalmente catalizan reacciones de biosíntesis. Un número pequeño
de deshidrogenasas pueden utilizar NAOH o NAOPH.)

7. En la mayoría de las reacciones catalizadas por deshidrogenasas,el NAD+ (o
NADP") sólo está unido de manera transitoria a la enzima. Tras liberarse de la enzima
la versión reducida de la coenzima, dona el ion hidruro a otra molécula, denominada
aceptarelectrónico, El enlace de energía elevada entre el hidrógeno y el anillo de
nicotinamida proporcionala energíapara la transferencia del ion hidruro mediada por
la enzima.
Durante estareacción, el NAO+ aceptaun ion hidruro (un protón sin electrones) del etanol, la molécula de sustrato que va a sufrir la oxidación.
Obsérvese que se eliminan de las moléculas de sustrato el equivalente a dos átomos de hidrógeno, de forma que se produce un H+,además delion
hidruro.La reducción reversible delNAD+se explica en la Figura 6.15b.
ffffffffffffffffffffffffffff

8. FLAVIN DEPENDIENTES:
La riboflavina (vitamina B2) es un componente de dos coenzimas: mononucleótido
de flavina (FMN) y dinucle6tido de flavina y adenina (FAD) (Fig. 6.16). El
FMN Y el FAD actúan como grupos prostéticos firmemente unidos en una clase de
enzimas denominadas flavoproteínas. Las flavoproteínas son un grupo diverso de
catalizadores, que actúan como deshidrogenasas, oxidasas e hidroxilasas. Estas
enzimas, que catalizan reacciones de oxidación-reducción, utilizan el grupo
isoaloxacina del FAD o el FMN como donador o aceptor de dos átomos de
hidrógeno. La succinato deshidrogenasa es un ejemplo destacado de flavoproteína.
Cataliza la oxidación del succinato para formar fumarato, una reacción importante
en la producción de energía.

9. PREGUNTA 6.B Identifique cada uno de los siguientes compuestos como cofaclor. coenzima.
apoenúma u holoenzima:
a. Zn2+
b. alcohol des hidrogenasa activa
c. alcohol deshidrogenasa que carece de Zn2
+
d. FMN
e. NAD+.

10. campbell
El pirofosfato de tiamina (TPP) trabaja con enzimas que catalizan la ruptura de
enlaces carbono-carbono -cetoácidos o hidroxicetonas, lo que frecuentemente
produce una descarboxilación. Tiamina(vitamina B1)

12. Nucleotidos de flavina:

13. La biocitina participa en reacciones de carboxilación, y el tetrahidrofolato, en la
transferencia de fragmentos de un átomo de carbono (grupos metilo —CH3,
metileno —CH2-, metenilo —CH=, formilo —CHO, etc.).

14. La coenzima A es típica de reacciones de transferencia de grupos acilo (de dos
átomos de carbono, como el acetilo —CO—CH3, o de mayor tamaño).

17. Acido tetrahidrofólico también conocido como Coenzima F, folato H4 o FH4) es
una coenzima derivada del ácido fólico (vitamina B9) Es un compuesto de
particular importancia en el metabolismo de los aminoácidos y la síntesis de
purina. METABOLISMO
Ruta de síntesis del ácido tetrahidrofólico

18. Síntesis en humanos
El ácido tetrahidrofólico:
* Se produce a partir de ácido dihidrofólico mediante la dihidrofolato reductasa.
Esta reacción es inhibida por la trimetoprima.
* Se convierte en 5,10-metilentetrahidrofolato mediante la serina hidroximetil
transferasa.
Síntesis bacteriana
Muchas bacterias usan la enzima dihidropteroato sintetasa para producir
dihidropteroato. Esta enzima no es funcional en los seres humanos, lo que la
convierte en un objetivo útil para los antibióticos sulfamidas, que compiten con los
precursores del ácido p-aminobenzoico (PABA).
FUNCIONES
El ácido tetrahidrofólico es una coenzima en muchas reacciones, sobre todo en el
metabolismo de los aminoácidos y los ácidos nucleicos. Actúa como donante de
grupos químicos con un átomo de carbono (metilo, formilo, metileno y
formimino). Obtiene este átomo de carbono secuestrando el formaldehído
producido en otros procesos.
El fármaco metrotexato reduce el ácido tetrahidrofólico, y se utiliza para inhibir la
síntesis de nucleótidos. Este potente medicamento se utiliza en quimioterapia y
también como antireumático.

19. El ácido lipoico también realiza transferencias de grupos acilo y electrones.

20. S-Adenosil metionina
(SAM) es una coenzima que participa en la transferencia de grupos metilo. La SAM
se descubrió por primera vez en Italia por Giulio Cantoni en 1952. Se compone de
adenosina trifosfato (ATP) y metionina, en una reacción donde participa la enzima
metionina adenosiltransferasa.
Las rutas metabólicas que utiliza la SAM son la transmetilación, trans-sulfuración y
aminopropilación. Aunque estas reacciones anabólicas se producen en todo el
cuerpo, la mayoría de SAM se produce y se consume en el hígado. Sólo el isómero
(S) es biológicamente activo.
El grupo metilo (CH3) adjunto al átomo de azufre de la metionina en la SAM es
químicamente reactivo. Esto permite la donación de este grupo a un sustrato
aceptor en las reacciones de transmetilación.
Más de 40 reacciones metabólicas implican la transferencia de un grupo metilo
desde la SAM a diversos sustratos tales como ácidos nucleicos, proteínas y lípidos.
En las bacterias, la SAM se enlaza mediante un riboswitch, que regula los genes
implicados en la biosíntesis de metionina o cisteína.
BIOQUÍMICA DE LA S-ADENOSIL METIONINA
Ciclo de la S-adenosil metionina
Las reacciones que producen, consumen y regeneran SAM se denominan ciclo de
la S-adenosil metionina. En la primera etapa de este ciclo, las metilasas
dependientes de SAM (EC 2.1.1), usan la SAM como sustrato y producen S-
adenosil homocisteína como producto. Esta es hidrolizada a homocisteína y
adenosina mediante la S-adenosilhomocisteína hidrolasa (EC 3.3.1.1), y la
homocisteína es reciclada de nuevo a metionina, a través de la transferencia de un
grupo de metilo desde el 5-metiltetrahidrofolato, por una de las dos clases de

21. metionina sintasas (EC 2.1.1.13 o EC 2.1.1.14). Esta metionina puede ser
convertida de nuevo a SAM, completándose el ciclo.
Biosíntesis de poliaminas Otra importante función de la S-adenosil metionina es la
biosíntesis de poliaminas. La SAM se descarboxila mediante la adenosilmetionina
descarboxilasa (EC 4.1.1.50) para formar S-adenosil-5'-3-metilpropilamina. Este
compuesto dona su grupo n-propilamina en la biosíntesis de poliaminas tales
como la espermidina y la espermina a partir de la putrescina.
La SAM es necesaria para el crecimiento y la reparación celular. Participa también
en la biosíntesis de diversos neurotransmisores y hormonas que afectan al estado
de ánimo, como la dopamina y la serotonina.
Las metiltransferasas también son responsables de la adición de grupos metilo a
los hidroxilos 2' del primer y segundo nucleótidos próximos al tope 5' del ARN
mensajero.
USOS TERAPÉUTICOS
En los Estados Unidos, la S-adenosil metionina se vende como un suplemento
alimenticio bajo el nombre comercial de SAM-e. También se comercializa con los
nombres de Gumbaral, Samyr, Adomet y Admethionine.
Diversas investigaciones y estudios clínicos indican que la ingesta de SAM de forma
regular puede ayudar a combatir la depresión, las enfermedades del hígado y el
dolor de la artrosis. Todas las demás indicaciones todavía no están demostradas.
Existen evidencias de que los niveles anormalmente bajos de SAM endógena
pueden desempeñar un papel importante en el desarrollo de la enfermedad de
Alzheimer, y su ingesta puede tener un potencial terapéutico en el tratamiento de
esta enfermedad (investigaciones recientes revelan que este efecto se debe
probablemente a las deficiencias de vitamina B12, que causan defectos
neurológicos a través de la transferencia de un carbono con el folato). En los
pacientes con Alzheimer se han encontrado niveles muy bajos de SAM en el
líquido cefalorraquídeo y en todas las regiones del cerebro. Las investigaciones
preliminares sugieren que la SAM puede tener un potencial terapéutico, y un

22. estudio reciente con ratones con Alzheimer muestra que los suplementos de SAM
impiden el daño oxidativo y el deterioro cognitivo.
FORMAS DE USO
La forma oral de SAM-e alcanza concentraciones plasmáticas máximas entre 3 y 5
horas después de la ingestión de una tableta con cubierta entérica (400-1000 mg).
La vida media es de unos 100 minutos. Se puede requerir hasta un mes para que
pueda alcanzar la plena eficacia en el tratamiento de la osteoartritis. Debido a su
inestabilidad estructural, se utiliza en forma de sales para la exposición oral. Las
sales que suelen utilizarse son: tosilato, butanodisulfonato, disulfato tosilato,
disulfato ditosilato y disulfato monotosilato.
La SAM-e se absorbe mejor con el estómago vacío. Los comprimidos con cubierta
entérica embalados en papel de aluminio o blísters aumentan la estabilidad y
mejoran la absorción. Debe almacenarse en un lugar fresco y seco para prevenir su
deterioro.
POSIBLES EFECTOS ADVERSOS
Una vez que la SAM-e dona su grupo metilo a la colina, creatina, carnitina, ADN,
ARNt, noradrenalina, y otros compuestos, se transforma en S-adenosil-
homocisteína (HSA). En circunstancias normales, la homocisteína, en presencia de
vitamina B6, B12 y ácido fólico (los principales cofactores de la SAM-e), se
convierte de nuevo en metionina, SAM-e, cisteína, glutatión y otras sustancias
útiles. Sin embargo, si estas vitaminas no están presentes en cantidad suficiente, la
SAM-e no se metaboliza correctamente. Como consecuencia de ello, todos los
beneficios de la SAM-e no se obtiene, y la homocisteína puede aumentar a niveles
inseguros.
Los altos niveles de homocisteína se han asociado con la ateroesclerosis
(endurecimiento y estrechamiento de las arterias), así como con un mayor riesgo
de ataques cardíacos, accidentes cerebrovasculares, daño al hígado, y
posiblemente enfermedad de Alzheimer. Debido a esto, suelen tomarse
suplementos de vitamina B junto con la SAM-e. Estas vitaminas ayudan a
metabolizar la homocisteína en otros compuestos útiles.

23. Otro efecto secundario de la SAM-e es el insomnio, por lo que el suplemento se
toma a menudo por la mañana. Otros informes de efectos secundarios incluyen la
falta de apetito, estreñimiento, náuseas, trastorno gastrointestinal, sequedad de
boca, diarrea, dispepsia, dolores de cabeza, trastornos psiquiátricos (manías),
erupciones en la piel, sudoración, ansiedad y nerviosismo.
Los efectos secundarios a largo plazo se desconocen.
El rango de dosis terapéuticas va desde 400 mg/día a 1600 mg/día, aunque en
algunos casos se toman dosis más altas según indicación del médico.