Vitaminas

Las enzimas tienen una importancia excepcional en Bioquímica: son los catalizadores de todas las reacciones fundamentales. Las enzimas son de naturaleza proteica. En algunos casos son holoproteidos, es decir, están constituidas únicamente por aminoácidos. Por ejemplo:

Ribonucleasa
Lisozima

Muchas vitaminas son heteroproteidos, es decir, a parte de la cadena polipeptídica hay otro componente, en el que destacan las coenzimas, de manera que la cadena polipeptídica (apoenzima) unida con la coenzima da lugar a la enzima activa u holoenzima. Por ejemplo:

Lactato deshidrogenasa , donde podemos observar la cadena polipeptídica y la coenzima (NADH)

Se distinguen dos grandes tipos de coenzimas:

Grupos prostéticos: cuando la coenzima esta asociado permanentemente con la holoenzima.
Cosustratos: cuando la coenzima esta unido transitoriamente con la holoenzima

Todas las coenzimas, del tipo que sean, tienen en común un cierto número de características, pero los grupos prostéticos y los cosustratos difieren entre sí por algunas de sus propiedades.

Las coenzimas son de naturaleza no proteica.
En la mayoría de casos se trata de moléculas orgánicas de bajo peso molecular, por ejemplo compuestos nucleotídicos o hematínicos .
Son compuestos termoestables a diferencia de las apoenzimas que son termolábiles.
Las coenzimas intervienen estequiométricamente en la reacción que catalizan.
Las coenzimas no son responsables de la especificidad enzimática.
La especificidad de reacción propiamente dicha corresponde a las apoenzimas, que son las únicas capaces de dirigir la reacción bioquímica en un sentido determinado. Mientras que las coenzimas son capaces de participar en reacciones diferentes según la apoenzima a que se hallen unidos.
Las coenzimas difieren completamente de los sustratos de las reacciones:
- la coenzima, tras una o varias reacciones en las que intervengan una o varias apoenzimas, vuelve siempre a su estado inicial
- el sustrato de la reacción sigue diversas vías, nunca recobra su estado inicial.
Las coenzimas son compuestos de bajo peso molecular. Su química es relativamente sencilla.
Las coenzimas son sistemas orgánicos conjugados con una movilidad electrónica muy grande: ésta es la razón esencial de que posean poder catalítico.
La mayor parte de las coenzimas poseen uno o más núcleos cíclicos o heterocíclicos. Con mucha frecuencia, estos núcleos no son sintetizados por el organismo humano o animal, debiendo ser aportados en la dieta. Muchas coenzimas derivan de las vitaminas.

El grupo prostético está asociado permanentemente a la apoenzima correspondiente; el grupo prostético funciona en el marco de una única reacción enzimática, que tiene lugar en dos etapas: en una primera etapa se modifica la estructura de la coenzima, en la segunda etapa la coenzima vuelve al estado inicial. La vuelta del grupo prostético a su estado inicial tiene lugar sin separarse de su apoenzima.

El grupo prostético se asemeja pues a los catalizadores más sencillos, ya que se recupera en un estado final idéntico al estado inicial, tras una única reacción, en presencia de una única apoenzima. Su funcionamiento, tomando como ejemplo una reacción de deshidrogenación, se esquematiza en la simulación:

Los cosustratos están asociados transitoriamente a la apoenzima correspondiente: se disocian fácilmente bajo la influencia de tratamientos muy suaves, por ejemplo la simple diálisis (la apoenzima permanece en el interior del saco de diálisis, ya que se trata de una molécula grande; mientras el cosustrato sale fácilmente). El cosustrato no recobra nunca su estado inicial si permanece fijo a la apoenzima que lo ha utilizado en una primera reacción, a continuación se separa y es regenerado por otra apoenzima en el transcurso de una segunda reacción.
En la simulación se representa el funcionamiento de un cosustrato en una reacción de deshidrogenación:

Las vitaminas son compuestos distribuidos en los reinos animal y vegetal, presentes en pequeñas cantidades en los alimentos e indispensables para el crecimiento y el mantenimiento de los organismos. Una carencia vitamínica conduce a alteraciones clínicas características.

Tradicionalmente se han clasificado las vitaminas según un criterio de solubilidad en:

• vitaminas hidrosolubles

• vitaminas liposolubles

Esta clasificación es válida, pero no tiene ningún interés funcional. Actualmente, las vitaminas se conciben únicamente desde el punto de vista de su acción coenzimática.

• coenzimas de transferencia de grupos

• coenzimas de oxido-reducción

Hay vitaminas que no tienen un carácter coenzimático claro en el estado actual de nuestros conocimientos.

Vitamina	Variantes y denominaciones	Coenzima
B₁	Tiamina	Tiamina pirofosfato
B₂ ,G	Riboflavina	Flavina mononucleotido FMN Flavina adenina dinucleótido FAD
B₃	Ácido pantoténico	Coenzima A
B₆	Piridoxol Piridoxal Piridoxamina	Piridoxal fosfato (más información)
B₁₂	Cianocobalamina	5'-Desoxiadenosil-cobalamina
B_c, M	Ácido fólico	Tetrahidrofolato
C	Ácido L-ascórbico Ácido dehidro-ascórbico
H	Biotina	Complejos biotina-lisina
H₁	Ácido p-amino-benzoico
PP	Nicotiamida	Nicotinamida adenina dinucleótido (NADH) Nicotinamida adenina dinucleótido (NADPH)

Vitaminas	Variantes y denominaciones
A	A₁: retinol A₂: dehidroretinol
D	D₂: ergocalciferol D₃: colecalciferol
E	-tocoferol -tocoferol -tocoferol -tocoferol -tocoferol -tocoferol
F	ácido linoleico ácido araquidónico
K	K₁: filoquinona K₂: (con cadena difarnesil)
Ác. lipoico	Ácido lipoico