Flavoprotein
| Flavoprotein | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
 Protein pengikat FMN, ATHAL3 | |||||||||
| Pengenal pasti | |||||||||
| Simbol | Flavoprotein | ||||||||
| Pfam | PF02441 | ||||||||
| InterPro | IPR003382 | ||||||||
| SCOP | 1e20 | ||||||||
| SUPERFAMILY | 1e20 | ||||||||
| |||||||||
Flavoprotein ialah protein yang mengandungi terbitan asid nukleik riboflavin. Protein ini terlibat dalam pelbagai proses biologi, termasuk penyingkiran radikal yang menyumbang kepada tekanan oksidatif, fotosintesis dan pembaikan DNA. Flavoprotein adalah beberapa keluarga enzim yang paling banyak dikaji.
Flavoprotein mempunyai sama ada FMN (flavin mononukleotida) atau FAD (flavin adenina dinukleotida) sebagai kumpulan prostetik atau sebagai kofaktor. Flavin biasanya terikat rapat (seperti dalam adrenodoksin reduktase, di mana FAD tertanam secara mendalam).[1] Kira-kira 5-10% flavoprotein mempunyai FAD yang terikat secara kovalen.[2] Berdasarkan data struktur yang ada, tapak pengikat FAD boleh dibahagikan kepada lebih daripada 200 jenis yang berbeza.[3]
90 flavoprotein dikodkan dalam genom manusia; kira-kira 84% memerlukan FAD, dan sekitar 16% memerlukan FMN, manakala 5 protein memerlukan kedua-duanya.[4] Flavoprotein biasanya terletak di dalam mitokondrion.[4] Daripada semua flavoprotein, 90% melakukan tindak balas redoks dan 10% lagi ialah transferase, liase, isomerase dan ligase.[5]
Penemuan
[sunting | sunting sumber]Flavoprotein pertama kali disebut pada tahun 1879, apabila ia diasingkan sebagai pigmen kuning terang daripada susu lembu. Mereka pada mulanya dipanggil lactochrome. Menjelang awal 1930-an, pigmen yang sama ini telah diasingkan daripada pelbagai sumber, dan diiktiraf sebagai komponen vitamin B kompleks. Strukturnya telah ditentukan dan dilaporkan pada tahun 1935 dan diberi nama riboflavin, berasal daripada rantai sisi ribitil dan warna kuning sistem cincin terkonjugasi.[6]
Bukti pertama keperluan flavin sebagai kofaktor enzim datang pada tahun 1935. Hugo Theorell dan rakan sekerja menunjukkan bahawa protein yis berwarna kuning cerah, yang dikenal pasti sebelum ini penting untuk pernafasan sel, boleh dipisahkan kepada apoprotein dan pigmen kuning terang. Apoprotein atau pigmen sahaja tidak boleh memangkinkan pengoksidaan NADH, tetapi pencampuran kedua-duanya memulihkan aktiviti enzim. Walau bagaimanapun, menggantikan pigmen terpencil dengan riboflavin tidak memulihkan aktiviti enzim, walaupun tidak dapat dibezakan di bawah spektroskopi. Ini membawa kepada penemuan bahawa protein yang dikaji tidak memerlukan riboflavin tetapi flavin mononukleotida untuk menjadi aktif sebagai pemangkin.[6][7]
Eksperimen serupa dengan oksidase asidD-amino[8] membawa kepada pengenalpastian flavin adenina dinukleotida (FAD) sebagai bentuk kedua flavin yang digunakan oleh enzim.[9]
Contoh
[sunting | sunting sumber]Keluarga flavoprotein mengandungi pelbagai jenis enzim, termasuk:
- Adrenodoksin reduktase yang terlibat dalam sintesis hormon steroid dalam spesies vertebrata, dan mempunyai pengedaran di mana-mana dalam metazoa dan prokariot[1]
- Sitokrom P450 reduktase yang merupakan rakan redoks protein sitokrom P450 yang terletak dalam retikulum endoplasma[10][11]
- Protein biosintesis epidermin, EpiD, yang telah ditunjukkan sebagai flavoprotein yang mengikat FMN. Enzim ini memangkinkan penyingkiran dua molekul penurunan setara daripada sisa sisteina di terminal C meso-lantionina epidermin untuk membentuk ikatan berganda --C==C--[12]
- Rantaian B dipikolinat sintase, enzim yang memangkinkan pembentukan asid dipikolinik daripada asid dihidroksidipikolinik[13]
- Asid fenilakrilik dekarboksilase (EC 4.1.1.102), enzim yang memberikan rintangan kepada asid sinamik dalam yis[14]
- Fototropin dan kriptokrom, protein penderia cahaya[15]
Rujukan
[sunting | sunting sumber]- ^ a b "Conservation of the Enzyme-Coenzyme Interfaces in FAD and NADP Binding Adrenodoxin Reductase-A Ubiquitous Enzyme". Journal of Molecular Evolution. 85 (5): 205–218. 2017. Bibcode:2017JMolE..85..205H. doi:10.1007/s00239-017-9821-9. PMID 29177972.
- ^ Abbas, Charles A.; Sibirny, Andriy A. (2011-06-01). "Genetic Control of Biosynthesis and Transport of Riboflavin and Flavin Nucleotides and Construction of Robust Biotechnological Producers". Microbiology and Molecular Biology Reviews (dalam bahasa Inggeris). 75 (2): 321–360. doi:10.1128/MMBR.00030-10. ISSN 1092-2172. PMC 3122625. PMID 21646432.
- ^ Garma, Leonardo D.; Medina, Milagros; Juffer, André H. (2016-11-01). "Structure-based classification of FAD binding sites: A comparative study of structural alignment tools". Proteins: Structure, Function, and Bioinformatics (dalam bahasa Inggeris). 84 (11): 1728–1747. doi:10.1002/prot.25158. ISSN 1097-0134. PMID 27580869.
- ^ a b Lienhart, Wolf-Dieter; Gudipati, Venugopal; Macheroux, Peter (2013-07-15). "The human flavoproteome". Archives of Biochemistry and Biophysics. 535 (2): 150–162. doi:10.1016/j.abb.2013.02.015. PMC 3684772. PMID 23500531.
- ^ Macheroux, Peter; Kappes, Barbara; Ealick, Steven E. (2011-08-01). "Flavogenomics – a genomic and structural view of flavin-dependent proteins". FEBS Journal (dalam bahasa Inggeris). 278 (15): 2625–2634. doi:10.1111/j.1742-4658.2011.08202.x. ISSN 1742-4658. PMID 21635694.
- ^ a b Massey, V (2000). "The chemical and biological versatility of riboflavin". Biochemical Society Transactions. 28 (4): 283–96. doi:10.1042/0300-5127:0280283. PMID 10961912.
- ^ Theorell, H. (1935). "Preparation in pure state of the effect group of yellow enzymes". Biochemische Zeitschrift. 275: 344–46.
- ^ Warburg, O.; Christian, W. (1938). "Isolation of the prosthetic group of the amino acid oxydase". Biochemische Zeitschrift. 298: 150–68.
- ^ Christie, S. M. H.; Kenner, G. W.; Todd, A. R. (1954). "Nucleotides. Part XXV. A synthesis of flavin?adenine dinucleotide". Journal of the Chemical Society: 46–52. doi:10.1039/JR9540000046.
- ^ Pandey, Amit V.; Flück, Christa E. (2013-05-01). "NADPH P450 oxidoreductase: Structure, function, and pathology of diseases". Pharmacology & Therapeutics (dalam bahasa Inggeris). 138 (2): 229–254. doi:10.1016/j.pharmthera.2013.01.010. ISSN 0163-7258. PMID 23353702.
- ^ Jensen, Simon Bo; Thodberg, Sara; Parween, Shaheena; Moses, Matias E.; Hansen, Cecilie C.; Thomsen, Johannes; Sletfjerding, Magnus B.; Knudsen, Camilla; Del Giudice, Rita (2021-04-15). "Biased cytochrome P450-mediated metabolism via small-molecule ligands binding P450 oxidoreductase". Nature Communications (dalam bahasa Inggeris). 12 (1): 2260. Bibcode:2021NatCo..12.2260J. doi:10.1038/s41467-021-22562-w. ISSN 2041-1723. PMC 8050233. PMID 33859207.
- ^ Kupke, T; Stevanović, S; Sahl, H. G.; Götz, F (1992). "Purification and characterization of EpiD, a flavoprotein involved in the biosynthesis of the lantibiotic epidermin". Journal of Bacteriology. 174 (16): 5354–61. doi:10.1128/jb.174.16.5354-5361.1992. PMC 206373. PMID 1644762.
- ^ Daniel, R.A.; Errington, J. (1993). "Cloning, DNA Sequence, Functional Analysis and Transcriptional Regulation of the Genes Encoding Dipicolinic Acid Synthetase Required for Sporulation in Bacillus subtilis". Journal of Molecular Biology. 232 (2): 468–83. doi:10.1006/jmbi.1993.1403. PMID 8345520.
- ^ Clausen, Monika; Lamb, Christopher J.; Megnet, Roland; Doerner, Peter W. (1994). "PAD1 encodes phenylacrylic acid decarboxylase which confers resistance to cinnamic acid in Saccharomyces cerevisiae". Gene. 142 (1): 107–12. doi:10.1016/0378-1119(94)90363-8. PMID 8181743.
- ^ Zhuang, Bo; Liebl, Ursula; Vos, Marten H. (2022-05-05). "Flavoprotein Photochemistry: Fundamental Processes and Photocatalytic Perspectives". The Journal of Physical Chemistry B (dalam bahasa Inggeris). 126 (17): 3199–3207. doi:10.1021/acs.jpcb.2c00969. ISSN 1520-6106. PMID 35442696 Check
|pmid=value (bantuan).
Pautan luar
[sunting | sunting sumber]- Menu "sains" program STRAP menyediakan koleksi komprehensif semua flavo-protein dengan struktur 3D yang diketahui. Ia membandingkan struktur protein untuk menjelaskan hubungan filogenetik.