FAD (플라 빈 아데닌 다이 뉴클레오타이드)는 다양한 대사 경로의 여러 효소 유기 분자 조효소이다. 다른 플라 빈 뉴클레오티드 화합물과 마찬가지로 산화 환원 효소의 보철 그룹으로 작용합니다. 이러한 효소는 플라 보 단백질로 알려져 있습니다.
FAD는 효소 숙시 네이트 탈수소 효소에서 플라 보 단백질에 강하게 결합됩니다. 예를 들어, 히스티딘 잔기에 공유 결합됩니다.
출처 : Edgar181
Flavoprotein은 구연산 회로, 전자 수송 사슬, 아미노산과 지방산의 산화 분해에 작용하며, 그 기능은 알칸을 알켄으로 산화시키는 것입니다.
형질
FAD는 알코올 (리비 톨)에 부착 된 노란색을 나타내는 헤테로 사이 클릭 고리 (이소 알록 사신)로 구성됩니다. 이 화합물은 부분적으로 환원되어 안정한 라디칼 FADH를 생성하거나 FADH 2 생성을 완전히 감소시킬 수 있습니다 .
효소에 공유 결합되어있을 때 보철 그룹으로 간주됩니다. 즉, 단백질의 비 아미노산 부분을 형성합니다.
산화 된 형태의 Flavoprotein은 가시 스펙트럼 영역에서 중요한 흡수 밴드를 나타내어 노란색에서 빨간색 및 녹색에 이르는 강렬한 색상을 제공합니다.
이러한 효소가 감소하면 흡수 스펙트럼의 변화로 인해 변색됩니다. 이 특성은 이러한 효소의 활성을 연구하는 데 사용됩니다.
플라 빈을 합성 할 수있는 식물 및 일부 미생물이지만 고등 동물 (예 : 사람)에서는 이소 알록 사신 고리의 합성이 불가능하므로 이러한 화합물은 비타민 B 2 와 같은 식단을 통해 획득됩니다. .
FAD에서는 두 전자의 동시 전달 또는 각 전자의 순차적 전달이 생성되어 감소 된 형태의 FADH 2 를 생성 할 수 있습니다 .
FAD 생합성
위에서 언급 한 바와 같이, 조효소 FAD를 구성하는 고리는 동물에 의해 합성 될 수 없으므로 상기 조효소를 얻기 위해서는 일반적으로 비타민 인식이로부터 얻은 전구체가 필요하다. 이 비타민은 미생물과 식물에 의해서만 합성됩니다.
FAD 비타민 B에서 생성 된 2 개의 반응을 통해 (리보플라빈). 리보플라빈에서 리비 틸 측쇄는 효소 플라 보 키나제에 의해 C5 탄소의 -OH 그룹에서 인산화됩니다.
이 단계에서 리비 틸 사슬이 실제 당이 아니기 때문에 이름에도 불구하고 진정한 뉴클레오티드가 아닌 플라 빈 모노 뉴클레오티드 (FMN)가 생성됩니다.
FMN이 형성된 후 피로 인산기 (PPi)를 통해 AMP와의 결합은 효소 FAD 피로 포스 포 릴라 아제의 작용을 통해 일어나 최종적으로 코엔자임 FAD를 생성합니다. 효소 flavokinase와 pyrophosphorylase는 자연에서 풍부하게 발견됩니다.
중요성
많은 효소가 자체적으로 촉매 기능을 수행 할 수 있지만 일부는 폴리펩티드 사슬에서 부족한 화학적 기능을 제공하는 외부 성분을 필요로합니다.
외부 구성 요소는 소위 보조 인자로, 금속 이온 및 유기 화합물 일 수 있으며,이 경우 FAD의 경우와 같이 조효소라고합니다.
효소-보효소 복합체의 촉매 부위를 홀로 엔자임이라고하며, 효소는 촉매 적으로 비활성 상태 인 보조인자가 부족할 때 아포 엔자임으로 알려져 있습니다.
다양한 효소 (플라 빈 의존성)의 촉매 활성은 촉매 활성을 수행하기 위해 FAD에 결합되어야합니다. 그들에서 FAD는 기판을 제품으로 전환 할 때 생성되는 전자와 수소 원자의 중간 수송 자 역할을합니다.
플라 빈에 의존하는 다양한 반응이 있습니다. 예를 들어 포화 지방산을 불포화 지방산으로 변환하는 경우 탄소 결합이 산화되거나 숙시 네이트가 푸마 레이트로 산화되는 경우가 있습니다.
플라 빈 의존성 탈수소 효소 및 산화 효소
플라 빈 의존성 효소는 단단히 부착 된 FAD를 보철 그룹으로 포함합니다. 다양한 반응의 산화 환원에 관여하는이 코엔자임 영역은 가역적으로 감소 될 수 있습니다. 즉, 분자가 FAD, FADH 및 FADH 2 상태로 가역적으로 변할 수 있습니다 .
가장 중요한 플라 보 단백질은 전자 수송 및 호흡과 관련된 탈수소 효소이며 미토콘드리아 또는 그 막에서 발견됩니다.
일부 플라 빈 의존성 효소는 시트르산 회로에 작용하는 숙시 네이트 탈수소 효소와 지방산 산화의 첫 번째 탈수 소화 단계에 개입하는 아실 -CoA- 탈수소 효소입니다.
탈수소 효소 인 플라 보 단백질은 감소 된 FAD (FADH 2 )가 분자 산소에 의해 재산 화 될 가능성이 낮습니다 . 반면에 flavoprotein oxidase에서 FADH 2는 쉽게 재산 화되어 과산화수소를 생성하는 경향이 있습니다.
일부 포유류 세포에는 FAD와 FMN (플라 빈 모노 뉴클레오타이드)을 모두 포함하는 NADPH- 시토크롬 P450 환원 효소라고하는 플라 보 단백질이 있습니다.
이 플라 보 단백질은 소포체의 외막에 내장 된 막 효소입니다. 이 효소에 결합 된 FAD는 기질의 산소화 동안 NADPH에 대한 전자 수용체입니다.
대사 경로의 FAD
숙시 네이트 탈수소 효소는 공유 결합 된 FAD를 포함하는 세포의 내부 미토콘드리아 막에 위치한 막 플라 보 단백질입니다. 구연산 회로에서 이것은 숙시 네이트 분자의 중심에있는 포화 결합을 산화시키고, 상기 결합을 이중 결합으로 변환하여 푸마 레이트를 생성하는 역할을합니다.
코엔자임 FAD는이 결합의 산화에서 오는 전자의 수용체로,이를 FADH 2 상태로 감소시킵니다 . 이 전자들은 나중에 전자 수송 사슬로 옮겨집니다.
전자 수송 사슬의 복합체 II는 플라 보 단백질 숙시 네이트 탈수소 효소를 포함합니다. 이 복합체의 기능은 석시 네이트에서 코엔자임 Q로 전자를 전달하는 것입니다. FADH 2 는 FAD로 산화되어 전자를 전달합니다.
플라 보 단백질 아실 -CoA- 탈수소 효소는 지방산 β- 산화의 대사 경로에서 트랜스-에노 일 CoA를 형성하는 트랜스 이중 결합의 형성을 촉매합니다. 이 반응은 시트르산 회로에서 석시 네이트 탈수소 효소에 의해 수행되는 것과 화학적으로 동일하며, 조효소 FAD는 탈수 소화의 H 생성물에 대한 수용체입니다.
참고 문헌
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