黄素组
黄素类（英語：Flavins，源自拉丁语flavus，意思为“黄色”）或称黄素组、黄素基团（英語：Flavin group），一般指含有三环杂环异咯嗪或其异构体咯嗪及其衍生物的一类有机化合物。黄素的生化来源是黄色B族维生素核黄素。黄素部分通常与二磷酸腺苷结合形成黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD），在其他情况下，或以黄素单核苷酸（FMN）的形式存在，它是核黄素的磷酸化形式。黄素以其中一种形式存在于黄素蛋白的辅基中。尽管名称相似，但黄素类（flavins，以“i”开头）在化学和生物学上与黄酮类化合物（flavanoid，以“a”开头）和黄酮醇（flavonol，以“o”开头）截然不同。
黄素基团能够进行氧化还原反应，并且可以分两步接受一个电子，也可以同时接受两个电子。 通过将氢原子添加到异咯嗪环系统上的特定氮原子上进行还原：
在水溶液中，黄素氧化时呈黄色，在半还原阴离子状态下呈红色，在中性（半醌）状态下呈蓝色，完全还原时呈无色。[1] 氧化和还原形式与半醌（自由基）形式处于快速平衡，不利于自由基的形成：[2]
- Fl氧化态 + Fl红色H2 ⇌ FlH•
其中Flox为氧化黄素，FlredH2为还原黄素（添加两个氢原子后），FlH•为半醌形式（添加一个氢原子）。
以 FADH2 的形式，它是可以将电子转移到电子传递链的辅助因子之一。
光还原
[编辑]游离黄素和蛋白质结合黄素均具有光还原性，即能够被光还原，其机制由几种有机化合物介导，例如一些氨基酸、羧酸和胺。[2] 黄素的这种特性被各种光敏蛋白所利用。例如，存在于许多植物、真菌和细菌中的光-氧-电压（Light-oxygen-voltage，LOV）结构域会经历一种可逆的、光依赖性的结构变化，这种变化涉及其肽序列中半胱氨酸残基与FMN之间结合形成的键。[3]
FAD
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黄素腺嘌呤二核苷酸是与许多酶结合的基团，包括铁氧还蛋白-氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP+）还原酶、单胺氧化酶、D-氨基酸氧化酶、葡萄糖氧化酶、黄嘌呤氧化酶和酰基辅酶A脱氢酶。
FADH／FADH2
[编辑]FADH和FADH2是FAD的还原形式。FADH2作为琥珀酸脱氢酶（一种参与柠檬酸循环的酶）的辅基产生。在氧化磷酸化中，每个FADH2分子通常产生1.5个三磷酸腺苷（ATP），两个合计产生三个ATP。
FMN
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黄素单核苷酸是一种辅基，存在于还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶（NADH脱氢酶）、大肠杆菌硝基还原酶和老黄酶等蛋白质中。
参阅
[编辑]参考文献
[编辑]- ^ Michaelis L, Schubert MP, Smythe CV. Potentiometric study of the flavins.. Journal of Biological Chemistry. 1936, 116 (2): 587–607 [2008-04-25]. doi:10.1016/S0021-9258(18)74634-6
. （原始内容存档于2009-08-08）.
- ^ 2.0 2.1 Massey V, Stankovich M, Hemmerich P. Light-mediated reduction of flavoproteins with flavins as catalysts. Biochemistry. January 1978, 17 (1): 1–8. PMID 618535. doi:10.1021/bi00594a001.
- ^ Alexandre MT, Domratcheva T, Bonetti C, van Wilderen LJ, van Grondelle R, Groot ML, Hellingwerf KJ, Kennis JT. Primary reactions of the LOV2 domain of phototropin studied with ultrafast mid-infrared spectroscopy and quantum chemistry. Biophysical Journal. July 2009, 97 (1): 227–37. Bibcode:2009BpJ....97..227A. PMC 2711383 . PMID 19580760. doi:10.1016/j.bpj.2009.01.066.
延伸阅读
[编辑]- Voet D, Voet JG. Biochemistry
3rd. John Wiley & Sons. 2004. ISBN 0-471-39223-5.