Флавопротеин - Flavoprotein

Флавопротеин
PDB 1e20 EBI.jpg
белок, связывающий fmn, athal3
Идентификаторы
СимволФлавопротеин
PfamPF02441
ИнтерПроIPR003382
SCOP21e20 / Объем / СУПФАМ

Флавопротеины находятся белки которые содержат нуклеиновая кислота производная от рибофлавин: the флавинаденин динуклеотид (FAD) или флавинмононуклеотид (ФМН).

Флавопротеины участвуют в широком спектре биологических процессов, включая удаление радикалы способствует окислительному стрессу, фотосинтез, и Ремонт ДНК. Флавопротеины - одни из наиболее изученных семейств ферментов.

Флавопротеины иметь FMN или FAD в качестве протезной группы или в качестве кофактор. Флавин обычно плотно связан (как в адренодоксинредуктаза, при этом ФАД залегает глубоко).[1]Около 5-10% флавопротеинов имеют ковалентно связанный FAD.[2] На основании доступных структурных данных сайты связывания FAD можно разделить более чем на 200 различных типов.[3]

В геноме человека кодируется 90 флавопротеинов; около 84% требуют FAD, около 16% - FMN, тогда как 5 белков требуют и того, и другого.[4] Флавопротеины в основном расположены в митохондрии.[4] Из всех флавопротеинов 90% выполняют окислительно-восстановительные реакции, а остальные 10% являются трансферазы, лиасы, изомеразы, лигазы.[5]

Открытие

Впервые флавопротеины были упомянуты в 1879 году, когда они были выделены в виде ярко-желтого пигмент из коровьего молока. Первоначально их называли лактохром. К началу 1930-х годов этот же пигмент был выделен из ряда источников и признан одним из компонентов комплекс витаминов группы B. Его структура была определена в отчете 1935 года и получила название рибофлавин, полученный из боковой цепи рибитила и желтого цвета конъюгированной кольцевой системы.[6]

Первое доказательство необходимости флавина в качестве фермент кофактор пришел в 1935 году. Хьюго Теорелл и коллеги показали, что ярко-желтый дрожжи белок, ранее определенная как важная для клеточное дыхание, можно разделить на апопротеин и ярко-желтый пигмент. Ни апопротеин, ни пигмент сами по себе не могут катализировать окисление из НАДН, но их смешение восстановило активность фермента. Однако замена выделенного пигмента рибофлавином не восстановила активность ферментов, несмотря на то, что они были неразличимы под спектроскопия. Это привело к открытию, что исследуемый белок требует не рибофлавина, а флавинмононуклеотид быть каталитически активным.[6][7]

Подобные эксперименты с Оксидаза D-аминокислот[8] привело к выявлению флавинаденин динуклеотид (ФАД) как вторая форма флавина, используемая ферментами.[9]

Примеры

Семейство флавопротеинов содержит широкий спектр ферментов, в том числе:

  • Адренодоксин редуктаза который участвует в синтезе стероидных гормонов у позвоночных и имеет повсеместное распространение у метазоа и прокариот.[1]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Ханукоглу I (2017). «Сохранение интерфейсов фермент-кофермент в FAD и NADP-связывающем адренодоксинредуктазе-А повсеместном ферменте». Журнал молекулярной эволюции. 85 (5): 205–218. Bibcode:2017JMolE..85..205H. Дои:10.1007 / s00239-017-9821-9. PMID  29177972. S2CID  7120148.
  2. ^ Аббас, Чарльз А .; Сибирский, Андрей А. (01.06.2011). «Генетический контроль биосинтеза и транспорта нуклеотидов рибофлавина и флавина и создание надежных биотехнологических производителей». Обзоры микробиологии и молекулярной биологии. 75 (2): 321–360. Дои:10.1128 / MMBR.00030-10. ISSN  1092-2172. ЧВК  3122625. PMID  21646432.
  3. ^ Гарма, Леонардо Д .; Медина, Милагрос; Джуффер, Андре Х. (01.11.2016). «Структурная классификация сайтов связывания FAD: сравнительное исследование инструментов структурного выравнивания». Белки: структура, функции и биоинформатика. 84 (11): 1728–1747. Дои:10.1002 / prot.25158. ISSN  1097-0134. PMID  27580869.
  4. ^ а б Линхарт, Вольф-Дитер; Гудипати, Венугопал; Macheroux, Питер (2013-07-15). «Флавопротеом человека». Архивы биохимии и биофизики. 535 (2): 150–162. Дои:10.1016 / j.abb.2013.02.015. ЧВК  3684772. PMID  23500531.
  5. ^ Macheroux, Питер; Каппес, Барбара; Илик, Стивен Э. (01.08.2011). «Флавогеномика - геномный и структурный взгляд на флавин-зависимые белки». Журнал FEBS. 278 (15): 2625–2634. Дои:10.1111 / j.1742-4658.2011.08202.x. ISSN  1742-4658. PMID  21635694.
  6. ^ а б Мэсси, V (2000). «Химическая и биологическая универсальность рибофлавина». Сделки Биохимического Общества. 28 (4): 283–96. Дои:10.1042/0300-5127:0280283. PMID  10961912.
  7. ^ Теорелл, Х. (1935). «Препарат в чистом виде группы действия желтых ферментов». Biochemische Zeitschrift. 275: 344–46.
  8. ^ Warburg, O .; Кристиан, В. (1938). «Выделение простетической группы оксидазы аминокислоты». Biochemische Zeitschrift. 298: 150–68.
  9. ^ Кристи, С. М. Х .; Kenner, G.W .; Тодд, А. Р. (1954). «Нуклеотиды. Часть XXV. Синтез флавинфадениндинуклеотида». Журнал химического общества: 46–52. Дои:10.1039 / JR9540000046.
  10. ^ Купке, Т; Стеванович, S; Sahl, H.G .; Götz, F (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. ЧВК  206373. PMID  1644762.
  11. ^ Daniel, R.A .; Эррингтон, Дж. (1993). «Клонирование, последовательность ДНК, функциональный анализ и регуляция транскрипции генов, кодирующих синтетазу дипиколиновой кислоты, необходимых для споруляции у Bacillus subtilis». Журнал молекулярной биологии. 232 (2): 468–83. Дои:10.1006 / jmbi.1993.1403. PMID  8345520.
  12. ^ Клаузен, Моника; Лэмб, Кристофер Дж .; Мегнет, Роланд; Доернер, Питер В. (1994). «PAD1 кодирует декарбоксилазу фенилакриловой кислоты, которая придает устойчивость к коричной кислоте Saccharomyces cerevisiae». Ген. 142 (1): 107–12. Дои:10.1016/0378-1119(94)90363-8. PMID  8181743.

внешняя ссылка

  • Меню "наука" программы РЕМЕНЬ предоставляет исчерпывающий набор всех флаво-белков с известной 3D-структурой. Он сравнивает белковые структуры для выяснения филогенетических отношений.
Эта статья включает текст из общественного достояния Pfam и ИнтерПро: IPR003382