フラボプロテイン

フラボプロテイン
fmn結合タンパク質athal3
識別子
シンボル	フラボプロテイン
パム	PF02441
インタープロ	著作権
SCOP2	1e20 / スコープ / SUPFAM
利用可能なタンパク質構造: パム   構造 / ECOD   ＰＤＢ RCSB PDB; PDBe; PDBj PDBサム 構造の概要

フラボタンパク質は、リボフラビンの核酸誘導体を含むタンパク質です。これらのタンパク質は、酸化ストレスに寄与するラジカルの除去、光合成、DNA修復など、さまざまな生物学的プロセスに関与しています。フラボタンパク質は、最も研究されている酵素ファミリーの1つです。

フラビンタンパク質は、補欠分子族または補因子として、FMN（フラビンモノヌクレオチド）またはFAD（フラビンアデニンジヌクレオチド）のいずれかを持っています。フラビンは一般的にしっかりと結合しています（FADが深く埋め込まれているアドレノドキシン還元酵素など）。 ^[1]フラビンタンパク質の約5〜10％は、共有結合したFADを持っています。^[2]利用可能な構造データに基づくと、FAD結合部位は200を超える異なるタイプに分類できます。^[3]

ヒトゲノムには90種類のフラボタンパク質がコードされており、そのうち約84%はFADを必要とし、約16%はFMNを必要とし、5種類のタンパク質は両方を必要とします。^{[4]フラボタンパク質は主に}ミトコンドリアに存在します。^[4]すべてのフラボタンパク質のうち、90%は酸化還元反応を行い、残りの10%はトランスフェラーゼ、リアーゼ、イソメラーゼ、リガーゼです。^[5]

フラボプロテインは1879年に初めて言及され、牛乳から明るい黄色の色素として単離されました。当初はラクトクロムと呼ばれていました。1930年代初頭までに、この同じ色素はさまざまな源から単離され、ビタミンB複合体の成分として認識されました。その構造は1935年に決定され報告され、リビチル側鎖と共役環系の黄色に由来してリボフラビンと名付けられました。 ^[6]

酵素 補因子としてフラビンが必要であるという最初の証拠は1935 年に得られた。ヒューゴ・テオレルと同僚らは、以前に細胞呼吸に必須であると特定されていた明るい黄色の酵母 タンパク質が、アポタンパク質と明るい黄色の色素に分離できることを示した。アポタンパク質も色素も単独ではNADHの酸化を触媒できなかったが、この 2 つを混合すると酵素活性が回復した。しかし、分離した色素をリボフラビンに置き換えても、分光法では区別がつかなかったにもかかわらず、酵素活性は回復しなかった。このことから、研究対象のタンパク質が触媒活性を持つにはリボフラビンではなくフラビンモノヌクレオチドが必要であることが発見された。 ^{[6] [7]}

D-アミノ酸オキシダーゼ^[8]を用いた同様の実験により、酵素によって利用されるフラビンの2番目の形態としてフラビンアデニンジヌクレオチド（FAD）が同定されました。 ^[9]

フラボプロテインファミリーには、次のような多様な酵素が含まれています。

• 副腎皮質ドキシン還元酵素は脊椎動物のステロイドホルモン合成に関与しており、後生動物や原核生物に広く分布している^[1]
• シトクロムP450還元酵素は小胞体に存在するシトクロムP450タンパク質の酸化還元パートナーである^{[10] [11]}

• エピデルミン生合成タンパク質EpiDは、FMNに結合するフラボタンパク質であることが示されています。この酵素は、 エピデルミンのC末端メソランチオニンのシステイン残基から2つの還元当量を除去し、--C==C--二重結合を形成することを触媒します^[12]
• ジピコリン酸合成酵素のB鎖。ジヒドロキシジピコリン酸からジピコリン酸の形成を触媒する酵素である^[13]
• フェニルアクリル酸脱炭酸酵素（EC 4.1.1.102）、酵母に桂皮酸耐性を付与する酵素^[14]
• フォトトロピンとクリプトクロム、光感知タンパク質^[15]

• STRAP プログラムの「サイエンス」メニューは、3D 構造が既知のすべてのフラボタンパク質の包括的なコレクションを提供します。タンパク質構造を比較して系統関係を解明します。