コエンザイムF420

補酵素 F ₄₂₀は、多くの細菌や古細菌の酸化還元反応に関与する補酵素のファミリーです。補酵素 F _O ( 7,8-ジデメチル-8-ヒドロキシ-5-デアザリボフラビン) から派生したもので、 2-ホスホ-L-乳酸架橋を介してオリゴグルタミル末端が結合している点で異なります。F _{420 は、 420 ​​nm に}吸収極大を持つフラビン誘導体であるため、このように名付けられました。

F _{420 はもともと}メタン生成古細菌^[1]と放線菌門（特にマイコバクテリウム）で発見されました。 ^[2] 現在ではシアノバクテリアや土壌プロテオバクテリア、クロロフレクシス、フィルミクテスでも利用されていることが分かっています。^[3]ショウジョウバエのキイロショウジョウバエや藻類のオストレオコッカス・タウリなどの真核生物も 補酵素 F _Oを利用しています。^[4]

F _{420は構造的には}FMNに似ていますが、触媒的にはNADやNADPに似ています。つまり、酸化還元電位が低く、常に水素化物を転移します。そのため、生化学反応における多目的補因子であるだけでなく、工業用触媒としての可能性も注目されています。FMN と同様に、2 つの状態があります。1 つは還元状態 (F ₄₂₀ -H ₂と表記)、もう 1 つは酸化状態 (単に F ₄₂₀と表記) です。^[5] F _{O は}ほぼ同様の酸化還元特性を持っていますが、電荷を運ぶことができず、その結果、細胞膜からゆっくりと漏れ出していると考えられます。^[3]

オリゴグルタミル末端の長さが異なるいくつかのF _{420分子が考えられます。たとえば、F 420} -2は、2つのグルタミル単位が結合したバージョンを指します。長さは4から9が一般的です。^[3]

補酵素 F _{420 は、}複数の段階を経て合成されます。

• 7,8-ジデメチル-8-ヒドロキシ-5-デアザリボフラビン合成酵素（FbiC ）は、 DNA光回復酵素（アンテナ）の補因子である補酵素FO（F0とも表記）を生成します。これが分子のヘッド部分です。^[4]
• 2-ホスホ-L-乳酸トランスフェラーゼ（FbiA ）は、頭部、二リン酸架橋を含み、カルボン酸基で終わる部分であるコエンザイムF _{420 -0を生成します。}
• 補酵素 F420-0:L-グルタミン酸リガーゼ( FbiBの一部) は、-COOH 末端にグルタミン酸残基を配置し、補酵素 F ₄₂₀ -1 を生成します。
• 補酵素 F420-1:γ-L-グルタミン酸リガーゼ( FbiBの他の部分) は、γ-グルタミン酸残基を -COOH 末端に置き、最終化合物 (酸化型) である補酵素 F ₄₂₀ -2 を生成します。また、追加ユニットの追加も行います。

酸化F420_はグルコース-6-リン酸脱水素酵素（補酵素-F420）（Fgd1 ）などの複数の酵素によって還元_F420 - _H2に変換される。^[5]

この補酵素は補酵素F420_{ヒドロゲナーゼ}[ ^6]、 5,10-メチレンテトラヒドロメタノプテリン還元酵素およびメチレンテトラヒドロメタノプテリン脱水素酵素^[7]の基質である^[8]。

他の多くの酵素もF420を酸化（脱水素）に使用したり_、 F420 _- H2_を基質の還元に使用したりします。^[5]

F420は、古細菌や細菌を含む多様な生物の酸化還元反応において、メタン生成、抗生物質の生合成、DNA修復、抗結核薬の活性化に関与することで中心的な役割を果たしている。水素化物転移反応を行う能力は、特定の生化学的経路に最適化されている低い酸化還元電位によって可能になる。^{[9] [10] [11]}

デラマニドは、他の抗結核薬と組み合わせて多剤耐性結核（MDRTB）の治療に使用される薬剤であり、結核菌内でデアザフラビン依存性ニトロ還元酵素（ Ddn）によって活性化される。この酵素はジヒドロ-F ₄₂₀（還元型）を使用する。この薬剤の活性化型は反応性が高く、DprE2などの細胞壁合成酵素を攻撃する。プレトマニドも同様に作用する。これら2つの薬剤に耐性を示す臨床分離株は、F ₄₂₀の生合成経路に変異がある傾向がある。^[12]

• コエンザイムM
• コエンザイムB
• メタノフラン
• テトラヒドロメタノプテリン

• ケッグ：
  • FO
  • F420-0
  • F420-1
  • 縮小されたF420
  • 酸化F420