10 Vitaminas e Coenzimas

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CENTRO DE CIÊNCIAS QUÍMICAS, 
FARMACÊUTICAS E DE ALIMENTOS
DISCIPLINA DE BIOQUÍMICA (1650024)
COFATORES ENZIMÁTICOS – Imagens
Prof. Luciano do Amarante
COFATORES
ENZIMÁTICOS
Proteínas 
Função dos cofatores
sítio ativo
Cofatores
Orgânicos Inorgânicos
Cofatores
Coenzimas Íons metálicos
Alguns elementos inorgânicos que servem como cofatores para enzimas
Citocromo oxidase
Citocromo oxidase, catalase, peroxidase
Piruvato quinase
Hexoquinase, glicose-6-fosfatase, piruvato quinase
Arginase, ribonucleotídeo redutase
Dinitrogenase
Urease
Glutationa peroxidase
Anidrase carbônica, álcool desidrogenase, 
carboxipeptidases A e B
Cofatores inorgânicos 
Cofatores inorgânicos 
Reação catalisada pela enolase.
2-Fosfoglicerato Fosfoenolpiruvato
enolase
2-Fosfoglicerato 
ligado à enolase Intermediários enólico Fosfoenolpiruvato
Cofatores inorgânicos 
Mg2+
Algumas coenzimas que servem como transportadores transitórios de 
átomos específicos ou grupos funcionais
Coenzima Exemplos de grupamentos transferidos Precursor 
dietético
Biocitina CO2 Biotina (Vitamina B8)
Coenzima A Grupos acil Ácido pantotênico
(Vitamina B5)
Coenzima B12 Átomos de H e grupos alquil Cianocobalamina
(Vitamina B12)
FAD Elétrons Riboflavina (Vitamina B2)
Lipoato Elétrons e grupos acil Não exigido na dieta
NAD+ Íons hidreto (: H-) Ácido nicotínico
(Niacina; Vitamina B3)
Piridoxal fosfato Grupos amino Piridoxina (Vitamina B6)
Tetrahidrofolato Grupos 1-carbono Folato (Vitamina B9)
Tiamina pirofosfato Aldeídos Tiamina (Vitamina B1)
Cofatores orgânicos 
Flavina-mononucleotídeo (FMN)
N
N
N
N
O
O
HH3C
H
3
C
CH
2
HCOH
HCOH
HCOH
CH
2
O
O P O
O
Riboflavina (Vitamina B2)
Exemplos de Coenzimas 
Flavina-adenina-dinucleotídeo (FAD)
N
N
N
N
O
O
HH3C
H
3
C
CH
2
HCOH
HCOH
HCOH
CH
2
O
PO O
O
PO O
O
H
2
C
OH OH
N
N
N
N
O
NH
2
Exemplos de Coenzimas 
FAD e FMN:
(semiquinona) (forma reduzida)
REAÇÃO DE OXIDORREDUÇÃO 
ENVOLVENDO FAD:
Succinato desidrogenase
Succinato Fumarato
NAD+ (Nicotinamida-adenina-dinucleotídeo)
NADP+ (Nicotinamida-adenina-dinucleotídeo-fosfato)
C NH
2
O
O
OH OH
NCH
2
O
P
O
P
O
O
O
O
O
OH OH
N
N
N
N
O
CH
2
NH
2
Adenina
Nicotinamida
No NADP+ este grupo hidroxila
+
está esterificado com fosfato.
(Vitamina B5)
Exemplos de Coenzimas 
NAD+ e NADP+
REAÇÃO DE OXIDORREDUÇÃO 
ENVOLVENDO NAD+:
Malato desidrogenase
OxaloacetatoMalato
REAÇÃO DE OXIDORREDUÇÃO 
ENVOLVENDO NADPH + H+:
Homoserina
Aspartato -semialdeído
REAÇÃO DE OXIDORREDUÇÃO 
ENVOLVENDO NADPH + H+:
Glicose
Coenzima A (CoA ou CoASH)
Ácido pantotênico
Grupo tiol reativo
Acetil-CoA
3´fosfoadenosina-difosfato
Ribose-3´-
fosfato
Adenina
Coenzima A
-mercaptoetilamina
(Vitamina B5)
Exemplos de Coenzimas 
REAÇÃO ENVOLVENDO Coenzima A:
Citrato 
sintase
Acetil-CoA Oxaloacetato Citrato
Ciclo de
Krebs
As coezimas reduzidas NADH e FADH2 constituem importantes produtos energéticos
gerados pelo Ciclo de Krebs, a partir da oxidação de unidades de acetato ativadas (acetil-
CoA). O poder redutor gerado pelo ciclo é utilizado para a síntese de ATP.
N
HO
H
3
C
CH
2
C
O P
O
O
O
O
H
-
-
Piridoxal-fosfato (PLP)
Piridoxina 
(Vitamina B6)
Exemplos de Coenzimas 
-Cetoglutarato L-Aminoácido L-Glutamato -Cetoácido
Aminotransferase
Transaminação catalisada por enzima. Em muitas reações de transaminação, o
-cetoglutarato é o aceptor de grupo amino. Todas as aminotransferases tem o grupo piridoxal fosfato (PLP)
como cofator.
REAÇÃO ENVOLVENDO PLP:
Na reação de transaminação esquematizada, o grupo amino de um aminoácido é transferido ao piridoxal fosfato, 
que é convertido a piridoxamina fosfato; a seguir é doado ao -cetoglutarato, produzindo glutamato.
A piridoxal fosfato é uma
coenzima derivada da
vitamina B6 (piridoxina)
N
N
N
H
2
N
OH
CH
2 N
H COOH
O
C N
H
C
H
CH
2
CH
2
COOH
H
2
N
OH
CH
2 N
H
O
C N
H
H
CH
2
CH
2
COO-
H
H
N
CH
N
N
N
H
H
C
COO-
Ácido fólico
 Derivado da
 pteridina
 Ácido
p-aminobenzóico
 Ácido
glutâmico
1
2
3
4 5
6
7
8
9 1
Tetraidrofolato. A forma da coenzima do ácido fólico.
Os quatro hidrogênios adicionados estão em negrito.
Tetraidrofolato
(Vitamina B9)
Exemplos de Coenzimas 
N
N
N
NH2N
OH H
H
CH
2
N
H
C
O
N
H
C
COOH
H
CH
2
CH
2
COO
N
N
N
N
H
H
H
OH
H
CH
2
N
H
C
O
N
H
C
COOH
H
CH
2
CH
2
COO
CH
2
O
CH
2P
N
N
O
O
O
CH
2P
N
N
O
O
CH
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-
Tetrahidrofolato
-
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-
2
 N5,N10-Metilenotetraidrofolato
(Grupo metileno em transferência)
Desoxiuridilato Desoxitimidilato
N5,N10-Metilenotetraidrofolato
Diifrolato
Exemplo de transferência de grupo
O
CH
2P
N
N
O
O
O
CH
2P
N
N
O
O
CH
3
Diidrofolato
Desoxiuridilato Desoxitimidilato
N5,N10-Metilenotetraidrofolato
Exemplo de transferência de grupo
Em várias reações metabólicas, o tetraidrofolato participa como transportador de
unidades de um carbono, como as que participam do metabolismo do aminoácido
glicina, conforme reações mostradas nos exemplos (a) e (b).
Glicina
Serina
Serina
hidroximetil-
transferase
Glicina
sintase
Metileno--Metileno-
H4 folato
H4 folato
H4 folato
H4 folato
N
N
N
H
2
N
OH
CH
2 N
H COOH
O
C N
H
C
H
CH
2
CH
2
COOH
H
2
N
OH
CH
2 N
H
O
C N
H
H
CH
2
CH
2
COO-
H
H
N
CH
N
N
N
H
H
C
COO-
Ácido fólico
 Derivado da
 pteridina
 Ácido
p-aminobenzóico
 Ácido
glutâmico
1
2
3
4 5
6
7
8
9 1
Tetraidrofolato. A forma da coenzima do ácido fólico.
Os quatro hidrogênios adicionados estão em negrito.
Tetraidrofolato
(Vitamina B9)
Exemplos de Coenzimas 
N
N
N
NH2N
OH H
H
CH
2
N
H
C
O
N
H
C
COOH
H
CH
2
CH
2
COO
N
N
N
N
H
H
H
OH
H
CH
2
N
H
C
O
N
H
C
COOH
H
CH
2
CH
2
COO
CH
2
O
CH
2P
N
N
O
O
O
CH
2P
N
N
O
O
CH
3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-
Tetrahidrofolato
-
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
-
2
 N5,N10-Metilenotetraidrofolato
(Grupo metileno em transferência)
Desoxiuridilato Desoxitimidilato
N5,N10-Metilenotetraidrofolato
Diifrolato
Exemplo de transferência de grupo
O
CH
2P
N
N
O
O
O
CH
2P
N
N
O
O
CH
3
Diidrofolato
Desoxiuridilato Desoxitimidilato
N5,N10-MetilenotetraidrofolatoExemplo de transferência de grupo
Em várias reações metabólicas, o tetraidrofolato participa como transportador de
unidades de um carbono, como as que participam do metabolismo do aminoácido
glicina, conforme reações mostradas nos exemplos (a) e (b).
Glicina
Serina
Serina hidroximetil-
transferase
Glicina
sintase
Metileno--Metileno-
H4 folato
H4 folato
H4 folato
H4 folato
N
N
H
3
C
CH
2
CH
3
CH
2 CH2
NH
2
O P
O
O
O P
O
O
O
S
N
H
Grupo reativo
Tiamina-pirofosfato (TPP)
Tiamina
(Vitamina B1)
Exemplos de Coenzimas 
Piruvato
Acetaldeído
Etanol
Aldeído ativo
Hidroxietil tiamina pirifosfato
Piruvato
descarboxilase
Álcool
desidrogenase
REAÇÃO ENVOLVENDO TPP:
Piruvato
TPP carbônico 
Acetaldeído
Hidroxietil TPP
Ressonância
Estabilização
Algumas reações TPP-dependentes
Enzima Rota Ligação clivada Ligação formada
Piruvato descarboxilase Fermentação do álcool
Piruvato desidrogenase Síntese de acetil-CoA
α-Cetoglutarato desidrogenase Ciclo de Krebs
Transcetolase Reações de fixação de
carbono da fotossíntese
Acetolactato sintetase Biossíntese de valina
e leucina
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
CH
NH
C O
H
CH
2
CH
2
CH
2
CH
2
N
H
N
H
S O
O
N
Grupo reativo
Molécula de
biotina
Resíduo de
lisina
Cadeia polipeptídica
Biocitina
(Vitamina B8)
Exemplos de Coenzimas 
Reação de carboxilação envolvendo biocitina.
Bicarbonato Piruvato
Oxaloacetato
BiotinaPiruvato
carboxilase
O
OHOH
O
CH
H
HO
CH
2
OH
O
OOH
O
CH
H
HO
CH
2
OH
O
OH
O
CH
H
O
HO
CH
2
OH
O
O
O
CH
H
O
HO
CH
2
OH
O
O
CH
H
O OH
HO
CH
2
OH
CH
CH
2
OH
C C
C
O O
O
OH
O
O
OH
H
OH
OH
H
H
H
OH
O
H OH
-
-
H+
+H+
-e
+e
.
.
+- H2OH2O
Ácido ascórbico Ânion ascorbato Ácido deidroascórbico
Ruptura 
hidrolítica 
do anel
Ácido-2,3-dicetogulônico
-e- -H+
+e- +H+
H
C
O
Ácido 
semi-deidroascórbico
Vitamina C (Ácido ascórbico)
2 GSH GSSG
DHA AsA
MDHA
H2O H2O2
O2
O2
•− + O2
•− + 2H+ 
O2
Doação de elétrons ao O2
NADP+ NADPH + H+
GR
DHAR
APX
SOD
NADPH + H+
NADP+
MDHAR
Oxidação
não-enzimática
Ciclo do ascorbato-glutationa
Fonte: Noctor, G.; Foyer, C.H., 1998. Ascorbate and glutathione: keeping
active oxygen under control. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol.,
49:249-279.
REAÇÃO ENVOLVENDO 
ÁCIDO ASCÓRBICO