辅酶和辅因子是许多酶发挥[催化活性](/guides/enzyme-kinetics.html)所需的非蛋白质成分。辅因子是无机离子，例如金属离子，而辅酶是有机分子，通常源自维生素，充当电子、原子或官能团的载体。全酶是指完整的、具有催化活性的酶及其辅因子，而脱辅基酶是单独的蛋白质部分。

金属离子辅因子

金属离子通过多种机制参与酶催化。锌是 300 多种酶的辅助因子，包括乙醇脱氢酶、碳酸酐酶和基质金属蛋白酶。它起到路易斯酸的作用，协调底物分子并稳定负电荷。铁对于参与电子传递的细胞色素、血红蛋白和铁硫簇蛋白至关重要。所有使用 ATP 作为底物的激酶都需要镁，形成实际的底物 MgATP。钙可激活许多信号蛋白，对于凝血因子至关重要。铜存在于细胞色素c氧化酶和超氧化物歧化酶中。

NAD+ 和 NDH

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸衍生自烟酸，在氧化还原反应中充当氢阴离子的载体。 NAD+接受两个电子和一个质子形成NADH。它是分解代谢途径中的主要电子受体，包括糖酵解、柠檬酸循环 和脂肪酸氧化。然后 NADH 向电子传输链 提供电子以进行 ATP 合成。 NAD+/NADH 比率反映了细胞的氧化还原状态。

NADP+ 和 NADPH

NADP+ 在结构上与 NAD+ 相同，只是腺嘌呤核苷酸核糖上有一个额外的磷酸基团。 NADPH 充当还原生物合成而不是能量生产的电子供体。它为脂肪酸合成、胆固醇合成和谷胱甘肽的还原提供还原当量。磷酸戊糖途径是 NADPH 的主要来源，细胞质中 NADPH 与 NADP+ 的高比率驱动生物合成反应。

FAD 和 FMN

黄素腺嘌呤二核苷酸和黄素单核苷酸衍生自核黄素，在氧化还原反应中充当电子载体。与 NAD+ 不同，黄素可以转移一个或两个电子，并且可以以完全氧化、半醌或完全还原的形式存在。 FAD 与柠檬酸循环中的琥珀酸脱氢酶和脂肪酸氧化中的酰基辅酶 A 脱氢酶等酶紧密结合。 FMN 是电子传递链复合物 I 中的辅助因子。

辅酶A

辅酶 A 衍生自泛酸，起到酰基载体的作用。末端硫醇基团与羧酸形成硫酯键，产生活化的酰基辅酶A分子。乙酰辅酶A是连接碳水化合物、脂肪和蛋白质代谢的中心代谢物。琥珀酰辅酶A是柠檬酸循环的中间体。酰基辅酶A衍生物是脂肪酸氧化和合成的活化底物。

焦磷酸硫胺素

焦磷酸硫胺素衍生自维生素 B1，作为催化 α-酮酸脱羧和转酮反应的酶的辅助因子。它通过稳定脱羧后形成的碳负离子中间体来发挥作用。丙酮酸脱氢酶、α-酮戊二酸脱氢酶、转酮醇酶和丙酮酸脱羧酶都需要 TPP。

磷酸吡哆醛

磷酸吡哆醛源自维生素 B6，对于所有涉及氨基酸转化的反应都是必需的。它与氨基酸形成席夫碱，稳定转氨基、脱羧和外消旋化的中间体。转氨酶利用 PLP 在氨基酸和 α-酮酸之间转移氨基，将氨基酸代谢与柠檬酸循环联系起来。

生物素

生物素在羧化反应中充当活性二氧化碳的载体。它通过赖氨酸残基共价连接至羧化酶。生物素依赖性酶包括乙酰辅酶A羧化酶、丙酮酸羧化酶和丙酰辅酶A羧化酶。生物素化酶捕获二氧化碳作为羧基生物素并将其转移至受体底物。

四氢叶酸

四氢叶酸衍生自叶酸，充当各种氧化态的一碳单元的载体。它参与核苷酸合成、氨基酸代谢和甲基化反应。叶酸循环提供嘌呤和胸苷酸合成所需的碳单位，使其成为甲氨蝶呤等抗癌药物的靶标。