结构生物化学/酶/辅酶
辅酶是一组可以与酶紧密或松散结合的辅因子。前者称为辅基，而后者类似于辅助底物。辅酶是有机小分子，通常来自维生素，是生物反应的关键组成部分。使用相同辅酶的酶执行类似的催化机制。
NADH，二核苷酸，一种存在于所有活细胞中的天然辅酶，触发能量产生并帮助为细胞提供能量。NADH 脱氢酶是一种专门位于线粒体膜中的酶。NADH 催化电子从 NADH 转移到辅酶 Q (CoQ)。它在线粒体电子传递链中发挥着至关重要的作用，是第一个酶（复合体 I）。NADH + H+ + CoQ + 4H+in → NAD+ + CoQH2 + 4H+out
通过这种反应，每氧化一个 NADH 分子，复合体将 4 个质子转运穿过内膜，这有助于通过已建立的电化学势来产生 ATP。该反应也是可逆的，因为膜电位很高。
组成和结构
NADH 脱氢酶包含 45 个独立的多肽链，使其成为呼吸复合物中最大的一个。具有功能重要性的基本成分是八个铁硫簇和黄素辅基。线粒体基因组编码 45 个亚基中的 7 个。NADH 具有“L”形的结构，具有长的膜域和亲水的外周域，容纳所有已知的氧化还原中心和 NADH 结合位点。
结构
黄素腺嘌呤二核苷酸 FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸是一种与参与代谢的重要反应相关的氧化还原辅因子。FAD 在两种氧化还原状态之间变化，说明了它的生化作用。它源自核黄素，也称为维生素 B2，由一个核黄素基团组成，该基团与腺苷二磷酸的磷酸基团结合。FAD 接受两个氢原子被还原为 FADH。FADH 被认为是一种携带能量的分子，也可以作为底物结合在线粒体中，以实现氧化磷酸化过程。FAD 的结构如下所示
醌的基本结构包括任何含有两个羰基的环状有机化合物，C=O，它们相邻或在六元不饱和环中被乙烯基分离，−CH = CH−。醌是一种重要的化学结构，因为它与生物有机体的颜色有关。例如，醌存在于生物色素（如生物色素）中。其中一些包括苯醌、萘醌、蒽醌和多环醌。醌存在于细菌、真菌、各种高等植物形式中，有时也存在于动物中。醌的一个例子是辅酶 Q，也称为泛醌。泛醌是疏水的，在线粒体内膜中快速扩散；它的结构如下所示
辅酶 A 或 CoA 来自泛酸和三磷酸腺苷 (ATP)，用于代谢中的各个领域，例如脂肪酸氧化和柠檬酸循环。它的主要功能是携带酰基（如乙酰基）作为硫酯。携带乙酰基的辅酶 A 分子也称为乙酰辅酶 A。辅酶有时表示为 CoA、CoASH 或 HSCoA。辅酶 A 的一种形式是乙酰辅酶 A。乙酰辅酶 A 非常重要，因为它 是 HMG CoA 的前体。乙酰辅酶 A 参与胆固醇和酮的合成。它是乙酰胆碱中乙酰基的重要组成部分。乙酰辅酶 A 是克雷布斯循环中的一个关键成分，其中丙酮酸被转化为乙酰辅酶 A。这种辅酶有一个硫原子，通过不稳定的键与乙酰基片段键合，使其非常活泼，该酶现在准备将乙酸盐输入克雷布斯循环以进一步氧化。由于辅酶 A 在化学上是一种硫醇，因此它可以与羧酸反应形成硫酯，因此充当酰基载体。它有助于将脂肪酸从细胞质转移到线粒体。携带乙酰基的辅酶 A 分子也称为乙酰辅酶 A。当它没有附着在酰基上时，通常称为“CoASH”或“HSCoA”。
CoA-SH 的结构如下所示
硫胺素焦磷酸 (TPP) 是由酶硫胺素焦磷酸酶产生的硫胺素（维生素 B1）衍生物。作为辅酶，它存在于所有生命系统中，并且对催化几种生化反应至关重要。它是在研究周围神经系统疾病脚气时首次发现的，脚气是由饮食中缺乏硫胺素引起的。研究表明，TPP 是人类必需的营养素，能够预防这种疾病。TPP 是许多酶的辅基，例如：丙酮酸脱氢酶复合物、乙醇发酵中的丙酮酸脱羧酶复合物、α-酮戊二酸脱氢酶复合物、支链氨基酸脱氢酶复合物、2-羟基植烷酰辅酶 A 裂解酶和转酮酶。
TPP 由一个嘧啶环组成，该环连接到一个噻唑环，该环又连接到一个焦磷酸（二磷酸）官能团。噻唑环部分是 TPP 中反应中最活跃的部分，因为它含有反应性氮和硫部分。该部分被认为是该分子的“试剂部分”。该环的 C2 碳通过充当酸并捐献其质子以形成碳负离子参与一些反应。这种带负电荷的碳负离子被相邻四价氮上的正电荷稳定，使反应更有利。这种类型的化合物被称为“亚甲基形式”。
也称为 PLP 或 吡哆醛-5'-磷酸 (P5P)，是某些酶的辅基。它是维生素 B6 的活性形式，维生素 B6 包含三种天然有机化合物，吡哆醛、吡哆胺和吡哆醇。作为辅酶，它参与转氨基反应以及一些氨基酸的脱羧和脱氨反应。它的醛基与氨基转移酶的特定赖氨酸基团的 ε-氨基形成席夫碱键。随后，活性位点赖氨酸残基的 ε-氨基被氨基酸底物的 α-氨基取代。这导致从去质子化的外醛亚胺形成醌中间体，该醌中间体又可以接受一个质子，然后在不同的位置变成酮亚胺。该酮亚胺被水解，因此氨基保留在复合物上。
PLP 还参与神经递质血清素和去甲肾上腺素以及血红蛋白的分子成分血红素的合成，以及将氨基酸色氨酸转化为维生素烟酸。
生物素，也称为维生素 H、维生素 B7 或辅酶 R，与酶（辅基）紧密结合。生物素在脂肪酸和葡萄糖的形成中至关重要。此外，它还有助于碳水化合物、脂肪和蛋白质的代谢。它还有助于促进头发生长和皮肤健康。生物素是一种水溶性 B 族维生素，由一个四氢咪唑酮环与一个四氢噻吩环稠合而成。生物素含有一个戊酸取代基，连接到四氢噻吩上的一个碳原子。生物素通过激活负责葡萄糖、氨基酸和脂肪酸分子重排的酶（丙酮酸羧化酶）发挥作用。生物素缺乏症相当罕见。这种缺乏症是由过度食用生鸡蛋清引起的，可以通过补充剂来解决。
四氢叶酸，也称为四氢叶酸，是叶酸的衍生物。它是一种辅酶，在氨基酸和核酸的代谢中至关重要。此外，它对氨基酸的相互转化、tRNA 的甲基化和甲酸的产生至关重要。它是在肝脏中由二氢叶酸还原酶从二氢叶酸生成。它作为参与单碳基团转移的供体基团。四氢叶酸通过受体介导的胞吞作用跨细胞转运。四氢叶酸用于治疗巨幼红细胞性贫血和巨红细胞性贫血，这些贫血是由叶酸缺乏引起的。
5'-脱氧腺苷钴胺素是人体中使用的两种维生素 B12 形式之一。5'-脱氧腺苷钴胺素是一种辅酶，甲基丙二酰辅酶 A 突变酶需要这种辅酶将 L-甲基丙二酰辅酶 A 转换为琥珀酰辅酶 A。这种转化是体内从脂肪和蛋白质中提取能量的必要步骤。此外，琥珀酰辅酶 A 的产生对于血红蛋白的产生至关重要，血红蛋白是将氧气从肺部输送到组织的氧结合蛋白。
尿苷二磷酸 N-乙酰葡糖胺 (UDP-GlcNAc) 是一种核苷酸糖，在代谢中充当辅酶。它通过与糖基转移酶相互作用，在将 N-乙酰葡糖胺残基转移到底物中发挥作用。它是在己糖胺生物合成途径中产生的，该途径最初从果糖 6-磷酸和谷氨酰胺合成葡萄糖胺 6-磷酸。作为该途径的最终产物，它进一步用于生产糖胺聚糖、蛋白聚糖和糖脂。
