Введение
Флавопротеины – это белки, содержащие производное рибофлавина, нуклеотид. Эти белки участвуют в широком спектре биологических процессов, включая удаление радикалов, вызывающих окислительный стресс, фотосинтез и репарацию ДНК. Флавопротеины – одни из наиболее изученных семейств ферментов. Флавопротеины содержат либо FMN (флавинмононуклеотид), либо FAD (флавинадениндинуклеотид) в качестве протетической группы или кофактора. Флавин обычно прочно связан (например, в адренодоксинредуктазе, где FAD находится глубоко внутри молекулы). Примерно 5–10% флавопротеинов имеют FAD, ковалентно связанный с белком. На основании имеющихся структурных данных, сайты связывания FAD можно разделить на более чем 200 различных типов. В геноме человека кодируется 90 флавопротеинов; около 84% из них требуют FAD и около 16% – FMN, в то время как 5 белков требуют оба кофактора. Флавопротеины преимущественно локализованы в митохондриях.
Flavoproteins are proteins that contain a nucleic acid derivative of riboflavin. These proteins are involved in a wide array of biological processes, including removal of radicals contributing to oxidative stress, photosynthesis, and DNA repair. The flavoproteins are some of the most studied families of enzymes. Flavoproteins have either FMN (flavin mononucleotide) or FAD (flavin adenine dinucleotide) as a prosthetic group or as a cofactor. The flavin is generally tightly bound (as in adrenodoxin reductase, wherein the FAD is buried deeply). About 5 10% of flavoproteins have a covalently linked FAD. Based on the available structural data, FAD binding sites can be divided into more than 200 different types. 90 flavoproteins are encoded in the human genome; about 84% require FAD and around 16% require FMN, whereas 5 proteins require both. Flavoproteins are mainly located in the mitochondria.
Открытие
Флавопротеины впервые были упомянуты в 1879 году, когда их выделили в виде ярко-желтого пигмента из коровьего молока. Изначально они назывались лактохромом. К началу 1930-х годов этот же пигмент был изолирован из различных источников и признан компонентом витаминного комплекса B. Его структура была определена и опубликована в 1935 году, и ему было дано название рибофлавин, производное от рибитильной боковой цепи и желтого цвета конъюгированной кольцевой системы. Первые свидетельства необходимости флавина в качестве ферментного кофактора появились в 1935 году. Уго Теорелл и его коллеги показали, что ярко-желтый белок дрожжей, ранее идентифицированный как необходимый для клеточного дыхания, можно разделить на апопротеин и ярко-желтый пигмент. Ни апопротеин, ни пигмент по отдельности не могли катализировать окисление NADH, но смешивание их восстанавливало ферментативную активность. Однако замена изолированного пигмента рибофлавином не восстанавливала активность фермента, несмотря на их спектроскопическую идентичность. Это привело к открытию того, что для каталитической активности исследуемого белка требовался не рибофлавин, а мононуклеотид флавина. Аналогичные эксперименты с D-аминокислотной оксидазой привели к идентификации флавин-адениндинуклеотида (FAD) как второй формы флавина, используемой ферментами.