флавопротеин
| флавопротеин | |||
|---|---|---|---|
 белок, связывающий fmn athal3 | |||
| Идентификаторы | |||
| Символ | флавопротеин | ||
| Пфам | PF02441 | ||
| ИнтерПро | ИПР003382 | ||
| ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ 2 | 1e20 / SCOPe / СУПФАМ | ||
| |||
Флавопротеины — это белки , содержащие нуклеиновой кислоты производное рибофлавина . Эти белки участвуют в широком спектре биологических процессов, включая удаление радикалов, способствующих окислительному стрессу, фотосинтезу и восстановлению ДНК . Флавопротеины являются одними из наиболее изученных семейств ферментов.
Флавопротеины имеют либо FMN ( флавинмононуклеотид ), либо FAD ( флавинадениндинуклеотид ) в качестве простетической группы или кофактора . Флавин обычно прочно связан (как в адренодоксинредуктазе , где FAD глубоко похоронен). [1] Около 5-10% флавопротеинов имеют ковалентно связанный ФАД. [2] На основании имеющихся структурных данных сайты связывания FAD можно разделить более чем на 200 различных типов. [3]
В геноме человека закодировано 90 флавопротеинов; около 84% требуют FAD и около 16% требуют FMN, тогда как 5 белков требуют обоих. [4] Флавопротеины преимущественно локализуются в митохондриях . [4] Из всех флавопротеинов 90% осуществляют окислительно-восстановительные реакции, а остальные 10% представляют собой трансферазы , лиазы , изомеразы , лигазы . [5]
Открытие
[ редактировать ]Впервые флавопротеины были упомянуты в 1879 году, когда они были выделены в виде ярко-желтого пигмента из коровьего молока. Первоначально их называли лактохромами . К началу 1930-х годов этот же пигмент был выделен из ряда источников и признан компонентом B. комплекса витаминов Его структура была определена и опубликована в 1935 году и получила название рибофлавин , полученное из рибитильной боковой цепи и желтого цвета сопряженной кольцевой системы. [6]
Первые доказательства необходимости флавина в качестве фермента кофактора были получены в 1935 году. Хьюго Теорелл ярко-желтого цвета и его коллеги показали, что дрожжевой белок , ранее идентифицированный как необходимый для клеточного дыхания , может быть разделен на апопротеин и ярко-желтый пигмент. . ни пигмент сами по себе не могли катализировать окисление НАДН Ни апопротеин , , но их смешивание восстанавливало активность фермента. Однако замена выделенного пигмента рибофлавином не восстановила активность фермента, несмотря на то, что он неразличим при спектроскопии . Это привело к открытию, что изученному белку требуется не рибофлавин, а флавинмононуклеотид . для каталитической активности [6] [7]
Аналогичные эксперименты с оксидазой D -аминокислот. [8] привело к идентификации флавинадениндинуклеотида (FAD) как второй формы флавина, используемой ферментами. [9]
Примеры
[ редактировать ]Семейство флавопротеинов содержит разнообразный спектр ферментов, в том числе:
- Адренодоксинредуктаза , которая участвует в синтезе стероидных гормонов у позвоночных и широко распространена у многоклеточных животных и прокариот. [1]
- Цитохром P450 редуктаза , которая является окислительно-восстановительным партнером белков цитохрома P450, расположенных в эндоплазматическом ретикулуме. [10] [11]
- эпидермина Белок биосинтеза , EpiD, который, как было показано, представляет собой флавопротеин, связывающий FMN. Этот фермент катализирует удаление двух восстанавливающих эквивалентов из с эпидермина образованием двойной . остатка цистеина С-концевого мезолантионина связи --C==C-- [12]
- B-цепь дипиколинатсинтазы — фермента, катализирующего образование дипиколиновой кислоты из дигидроксидипиколиновой кислоты. [13]
- Декарбоксилаза фенилакриловой кислоты ( EC 4.1.1.102 ), фермент, придающий дрожжам устойчивость к кислоте коричной . [14]
- Фототропин и криптохром , светочувствительные белки [15]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Ханукоглу I (2017). «Сохранение фермент-коферментных интерфейсов в FAD и НАДФ-связывающем адренодоксинредуктазе-повсеместном ферменте». Журнал молекулярной эволюции . 85 (5): 205–218. Бибкод : 2017JMolE..85..205H . дои : 10.1007/s00239-017-9821-9 . ПМИД 29177972 . S2CID 7120148 .
- ^ Аббас, Чарльз А.; Сибирный, Андрей А. (01.06.2011). «Генетический контроль биосинтеза и транспорта рибофлавина и флавиновых нуклеотидов и создание надежных биотехнологических продуцентов» . Обзоры микробиологии и молекулярной биологии . 75 (2): 321–360. дои : 10.1128/MMBR.00030-10 . ISSN 1092-2172 . ПМК 3122625 . ПМИД 21646432 .
- ^ Гарма, Леонардо Д.; Медина, Милагрос; Джуффер, Андре Х. (01 ноября 2016 г.). «Структурная классификация сайтов связывания FAD: сравнительное исследование инструментов структурного выравнивания». Белки: структура, функции и биоинформатика . 84 (11): 1728–1747. дои : 10.1002/прот.25158 . ISSN 1097-0134 . ПМИД 27580869 . S2CID 26066208 .
- ^ Jump up to: а б Линхарт, Вольф-Дитер; Гудипати, Венугопал; Машеру, Питер (15 июля 2013 г.). «Флавопротеом человека» . Архив биохимии и биофизики . 535 (2): 150–162. дои : 10.1016/j.abb.2013.02.015 . ПМЦ 3684772 . ПМИД 23500531 .
- ^ Машеру, Питер; Каппес, Барбара; Илик, Стивен Э. (1 августа 2011 г.). «Флавогеномика - геномный и структурный взгляд на флавинзависимые белки» . Журнал ФЭБС . 278 (15): 2625–2634. дои : 10.1111/j.1742-4658.2011.08202.x . ISSN 1742-4658 . ПМИД 21635694 . S2CID 22220250 .
- ^ Jump up to: а б Мэсси, В. (2000). «Химическая и биологическая универсальность рибофлавина» . Труды Биохимического общества . 28 (4): 283–96. дои : 10.1042/0300-5127:0280283 . ПМИД 10961912 .
- ^ Теорелл, Х. (1935). «Препарат в чистом виде группы действия желтых ферментов». Биохимическая газета . 275 : 344–46.
- ^ Варбург, О.; Кристиан, В. (1938). «Выделение простетической группы оксидазы аминокислоты». Биохимическая газета . 298 : 150–68.
- ^ Кристи, SMH; Кеннер, ГВ; Тодд, Арканзас (1954). «Нуклеотиды. Часть XXV. Синтез флавин?адениндинуклеотида». Журнал Химического общества : 46–52. дои : 10.1039/JR9540000046 .
- ^ Панди, Амит В.; Флюк, Криста Э. (01 мая 2013 г.). «НАДФН P450-оксидоредуктаза: структура, функции и патология заболеваний» . Фармакология и терапия . 138 (2): 229–254. doi : 10.1016/j.pharmthera.2013.01.010 . ISSN 0163-7258 . ПМИД 23353702 .
- ^ Дженсен, Саймон Бо; Тодберг, Сара; Парвин, Шахина; Моисей, Матиас Э.; Хансен, Сесилия К.; Томсен, Йоханнес; Слетфьердинг, Магнус Б.; Кнудсен, Камилла; Дель Джудиче, Рита; Лунд, Филип М.; Кастаньо, Патрисия Р. (15 апреля 2021 г.). «Смещенный метаболизм, опосредованный цитохромом P450, посредством низкомолекулярных лигандов, связывающих оксидоредуктазу P450» . Природные коммуникации . 12 (1): 2260. Бибкод : 2021NatCo..12.2260J . дои : 10.1038/s41467-021-22562-w . ISSN 2041-1723 . ПМК 8050233 . ПМИД 33859207 .
- ^ Купке, Т; Стеванович, С; Сахл, Х.Г.; Гетц, Ф (1992). «Очистка и характеристика EpiD, флавопротеина, участвующего в биосинтезе лантибиотического эпидермина» . Журнал бактериологии . 174 (16): 5354–61. дои : 10.1128/jb.174.16.5354-5361.1992 . ПМК 206373 . ПМИД 1644762 .
- ^ Дэниел, РА; Эррингтон, Дж. (1993). «Клонирование, последовательность ДНК, функциональный анализ и регуляция транскрипции генов, кодирующих синтетазы дипиколиновой кислоты, необходимой для споруляции в Bacillus subtilis». Журнал молекулярной биологии . 232 (2): 468–83. дои : 10.1006/jmbi.1993.1403 . ПМИД 8345520 .
- ^ Клаузен, Моника; Лэмб, Кристофер Дж.; Мегнет, Роланд; Дорнер, Питер В. (1994). «PAD1 кодирует декарбоксилазу фенилакриловой кислоты, которая придает устойчивость к коричной кислоте у Saccharomyces cerevisiae». Джин . 142 (1): 107–12. дои : 10.1016/0378-1119(94)90363-8 . ПМИД 8181743 .
- ^ Чжуан, Бо; Либль, Урсула; Вос, Мартен Х. (05 мая 2022 г.). «Фотохимия флавопротеинов: фундаментальные процессы и фотокаталитические перспективы» . Журнал физической химии Б. 126 (17): 3199–3207. дои : 10.1021/acs.jpcb.2c00969 . ISSN 1520-6106 . ПМИД 35442696 . S2CID 248296520 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Меню «Наука» программы STRAP предоставляет исчерпывающую коллекцию всех флаво-белков с известной 3D-структурой. Он сравнивает структуры белков для выяснения филогенетических связей.