תוֹכֶן
אנזימים הם חלבונים חיוניים האחראים על ריבוי התגובות באורגניזמים. עם זאת, הם לא עובדים לבד. מולקולות שאינן חלבון הידועות כקואנזימים מסייעות בעבודות אנזימים. קואנזימים נגזרים לרוב מוויטמינים והם קטנים בהרבה בהשוואה לאנזים עצמו, אך לא פחות חשוב. החל מזרזת העיכול והבטחת שכפול מדויק של DNA, קואנזימים הם חלק חיוני בכל מערכת ביולוגית.
הפקת אנרגיה
תפקיד אחד עיקרי של קואנזימים הוא לעזור בייצור אנרגיה. באופן ספציפי, הקואנזים ATP הוא שחקן מרכזי בהנעת אנרגיה בתא. במבנה ה- ATP יש שלוש קבוצות פוספטים, וכאשר האחרון נעקר במהלך תהליך המכונה הידרוליזה, אנרגיה משתחררת. ATP ממוחזר ללא הרף, מרים עוד קבוצות פוספטים שמנותקות שוב, ומחדש את האנרגיה הסלולרית.
העברת קבוצות
קואנזימים מסייעים גם בהעברת קבוצות מסוימות של אטומים ממולקולה אחת לאחרת. לדוגמה, העברת מימן, תנועת אטומי מימן מחלק אחד של תא או אברון לחלק אחר, חיונית לתהליכים רבים, כולל רבייה של מולקולות ATP. הקואנזים NADH בפרט חשוב בהליך זה. כאשר מתחיל תהליך שנקרא זרחן חמצוני בתא, הקואנזים NADH מעביר ארבעה אטומי מימן מחלק אחד של המטרוכונדריה לחלק הבא, תוך שהוא מתחיל את תהליך רענון התאים שמציעה ATP.
תגובות Redox
תפקיד ראשוני נוסף של קואנזימים הוא לסייע באובדן או רווח של אלקטרונים בתגובות redox. במהלך חמצון, מולקולה או אטום מאבדים אלקטרונים. הפחתה מתרחשת כאשר מולקולה או אטום משיגים אלקטרונים. זרחן חמצוני הוא גם דוגמה טובה לרדוקס, כמו גם המחשה לאופן הפעולה של הקואנזימים במקביל. כדי ש- NADH יוכל להעביר את אטומי המימן הקואנזים תורם שני אלקטרונים לקואנזים Q. NADH הופך ל- NAD + ונכנס למצב מחומצן מכיוון שהוא איבד אלקטרונים.
נוגדי חמצון
מכיוון שקואנזימים רבים מסוגלים ללכוד אלקטרונים, הם לרוב מתפקדים כנוגדי חמצון. אלקטרונים לא קשורים, המכונים גם רדיקלים חופשיים, יכולים לפגוע בתאים, לפגוע ב- DNA ואף להוביל למוות של תאים. נוגדי חמצון מסוגלים לקשור רדיקלים חופשיים, ומונעים נזק כזה להתרחש. קו-אנזים מסוימים, כמו CoQ10, אף משמשים כהתערבויות רפואיות. לאחר אירוע לב כמו התקף לב או אי ספיקת לב, ניתן להשתמש ב- CoQ10 כדי להגביל את נזק הרדיקלים החופשיים בזמן שרקמת הלב מחלימה.