Кіріспе
Флаводоксиндер (Fld) ақуыздар тобы - электрондарды тасымалдайтын, ерігіш ақуыздар. Флаводоксиндер протездік топ ретінде флавин мононуклеотидін қамтиды. Олар прокариоттардан, цианобактериялардан және кейбір эукариотт балдырлардан оқшауланды. Бұл ақуыздар селекциялық қысымның әсерінен анаэробтық ортадан пайда болды. Ферродоксин - бұл басқа бір окистену редоксы ақуыз, бұл әдіспен пайдаланылатын жалғыз ақуыз. Алайда, қоршаған ортада оттегі пайда болған кезде темірдің мөлшері шектеулі болды. Ферредоксин темірге тәуелді және тотықтырғышқа сезімтал. Осындай темірдің шектеулі жағдайында ферродоксинді қолдану артықшылық берілмеді. Флаводоксин болса, осы қасиеттердің қарама-қарсысы, өйткені ол тотықтырғышқа төзімді және темірсіз изофункционалдық әріптестері бар. Сондықтан, біраз уақыт бойы флаводоксин негізгі окистенуші протеин болды. Алайда, ферродоксин мен флаводоксин бір геномда кездескен кезде, ферродоксин әлі де қолданылады, бірақ темірдің төмендігі жағдайында флаводоксин индуцирленеді.
Flavodoxins (Fld) are small, soluble electron transfer proteins. Flavodoxins contains flavin mononucleotide as prosthetic group. The structure of flavodoxin is characterized by a five stranded parallel beta sheet, surrounded by five alpha helices. They have been isolated from prokaryotes, cyanobacteria, and some eukaryotic algae. These proteins evolved from an anaerobic environment, due to selective pressures. Ferredoxin, another redox protein, was the only protein able to be used in this manner. However, when oxygen became present in the environment, iron became limited. Ferredoxin is iron dependant as well as oxidant sensitive. Under these limited iron conditions, ferredoxin was no longer preferred. Flavodoxin on the other hand is the opposite of these traits, as it is oxidant resistant and has iron free isofunctional counterparts. Therefore, for some time flavodoxin was the primary redox protein. Now however, when ferredoxin and flavodoxin are present in the same genome, ferredoxin is still used but under low iron conditions, flavodoxin is induced.
Құрылымы
Флаводоксиннің үш түрі бар: тотыққан, (OX) семихинон, (SQ) және гидрохинон (HQ). Салыстырмалы түрде кіші болса да (Mw = 15 22 kDa), флаводоксиндер "ұзын" және "қысқа" тізбектер бойынша жіктеледі. Қысқа тізбекті флаводоксиндер 140- дан 180- ге дейінгі амин қышқылдары қалдықтарын қамтиды, олар пируватты декарбоксилдеу кезінде қолданылады. Флаводоксиндердің көпшілігі FMN-ге жақын триптофан сияқты үлкен гидрофобтық қалдықтарға ие, бірақ Hp-де аланин қалдықтары бар, бұл еріген заттардың қалтасын қалыптастыруға мүмкіндік береді. Қазіргі уақытта инфекцияны емдеу үшін уытты емес, ХП-ге тән флаводоксин ингибиторларын анықтау үшін зерттеулер жүргізілуде.
Механизм
Флаводоксиндердің белсенді болуы үшін өте теріс редокстық потенциалды қажет етеді. Семихинон конформациясы флавиннің N 5 позициясына сутекті байланысымен тұрақтандырылады. Бұл байланыс, сондай-ақ байлану орнына жақын триптофанның жалпы қалдықтары SQ реактивтілігін төмендетуге көмектеседі. Гидрохинон түрін тегіс пішінді етіп, тұрақсыздастырады. Электронды алмасу FMN-нің диметилбензол сақинасында жүреді.
Цианобактериядағы флаводоксиндер
Н. с. с. сияқты цианобактерияларда флаводоксиндер гетероцистке тән және фотожүйеде 1 нитрогеназаға электрондарды жеткізу үшін, сондай-ақ N2 және NADP + азайту, азотты бекіту және H2 түзілу үшін қолданылады.