กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 11 นาที

เฟอร์เรดอกซิน

เฟอร์เรดอกซิน (จากภาษาละตินferrum : เหล็ก + รีดอกซ์มักย่อว่า "fd") เป็นโปรตีน ที่มี เหล็กและกำมะถัน เป็นองค์ประกอบหลัก ทำหน้าที่ถ่ายโอนอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมหลายชนิด...

เฟอร์เรดอกซิน

เฟอร์เรดอกซิน (จากภาษาละตินferrum : เหล็ก + รีดอกซ์มักย่อว่า "fd") เป็นโปรตีน ที่มี เหล็กและกำมะถัน เป็นองค์ประกอบหลัก ทำหน้าที่ถ่ายโอนอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมหลายชนิด เฟอร์เรดอกซิน ประกอบด้วยอะตอมของเหล็กและกำมะถันที่จัดเรียงตัวเป็นกลุ่มเหล็ก-กำมะถัน โมเลกุลชีวภาพเหล่านี้รับหรือปล่อยอิเล็กตรอน ส่งผลให้สถานะออกซิเดชันของอะตอมเหล็กเปลี่ยนแปลงระหว่าง +2 และ +3 ทำให้สามารถทำหน้าที่เป็นตัวนำส่งอิเล็กตรอนในปฏิกิริยา รีดอกซ์ ทางชีวภาพได้

คำว่า "เฟอร์เรดอกซิน" ถูกบัญญัติโดย DC Wharton จาก บริษัท DuPontและนำมาใช้กับ "โปรตีนเหล็ก" ซึ่งได้รับการทำให้บริสุทธิ์ครั้งแรกในปี พ.ศ. 2505 โดย Mortenson, Valentine และ Carnahan จากแบคทีเรียแบบไม่ใช้ออกซิเจนClostridium pasteurianum [ 1 ] [ 2 ]

ระบบขนส่งอิเล็กตรอนชีวอนินทรีย์อื่นๆ ได้แก่ รูเบรดอก ซิ นไซโตโครมโปรตีนทองแดงสีน้ำเงินและโปรตีนรีสเกซึ่ง มีโครงสร้างที่เกี่ยวข้อง

โปรตีนรีดอกซ์อีกตัวหนึ่งที่แยกได้จากคลอโรพลาสต์ ของผักโขม เรียกว่า "คลอโรพลาสต์เฟอร์เรดอกซิน" [ 3 ] คลอโรพลาสต์เฟอร์เรดอกซินมีส่วนเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยา โฟโตฟอสโฟรีเลชันทั้งแบบวัฏจักรและไม่เป็นวัฏจักรของการสังเคราะห์แสงในโฟโตฟอสโฟรีเลชันที่ไม่เป็นวัฏจักร เฟอร์เรดอกซินเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย จึงลดเอนไซม์ NADP +รีดักเทส มันรับอิเล็กตรอนที่ผลิตจากคลอโรฟิลล์ที่ถูกกระตุ้นด้วยแสงแดดและถ่ายโอนไปยังเอนไซม์เฟอร์เรดอกซิน: NADP + ออกซิโดรีดักเทสEC 1.18.1.2

เฟอร์เรดอกซินสามารถจำแนกได้ตามลักษณะของกลุ่มเหล็ก-กำมะถัน และตามความคล้ายคลึงกันของลำดับกรดอะมิโน

พลังงานชีวภาพของเฟอร์เรดอกซิน

โดยทั่วไปเฟอร์เรดอกซินจะทำหน้าที่ถ่ายโอนอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว

Fd ox 0 + e ⇌ Fd red

อย่างไรก็ตาม เฟอร์เรดอกซินของแบคทีเรียบางชนิด (ประเภท 2[4Fe4S]) มีคลัสเตอร์เหล็กซัลเฟอร์สองคลัสเตอร์และสามารถดำเนินการปฏิกิริยาการถ่ายโอนอิเล็กตรอนได้สองครั้ง ขึ้นอยู่กับลำดับของโปรตีน การถ่ายโอนทั้งสองอาจมีศักยภาพการลดที่เกือบเหมือนกันหรืออาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ[ 4 ] [ 5 ]

Fd ox 0 + e ⇌ Fd red
Fd red + e ⇌ Fd red 2−

เฟอร์เรดอกซินเป็นหนึ่งในตัวนำอิเล็กตรอนทางชีวภาพที่ลดลงมากที่สุด โดยทั่วไปจะมีศักยภาพจุดกึ่งกลางที่ -420 mV [ 6 ]ศักยภาพการลดลงของสารในเซลล์จะแตกต่างจากศักยภาพจุดกึ่งกลางขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของรูปแบบที่ลดลงและออกซิไดซ์ สำหรับปฏิกิริยาอิเล็กตรอนหนึ่งตัว ศักยภาพจะเปลี่ยนแปลงประมาณ60 mVสำหรับการเปลี่ยนแปลงกำลังสิบในอัตราส่วนของความเข้มข้น ตัวอย่างเช่น หากกลุ่มเฟอร์เรดอกซินลดลงประมาณ 95% ศักยภาพการลดลงจะอยู่ที่ประมาณ -500 mV [ 7 ]เมื่อเปรียบเทียบกันแล้วปฏิกิริยาทางชีวภาพอื่นๆส่วนใหญ่มีศักยภาพการลดลงน้อยกว่า ตัวอย่างเช่น สารรีดิวซ์ชีวสังเคราะห์หลักของเซลล์NADPHมีศักยภาพรีดอกซ์ของเซลล์ที่ -370 mV ( E )0= -320 mV)

ขึ้นอยู่กับลำดับของโปรตีนสนับสนุน เฟอร์เรดอกซินมีศักยภาพการลดลงตั้งแต่ประมาณ -500 mV [ 6 ] [ 8 ]ถึง -340 mV [ 9 ]โดยทั่วไปสิ่งมีชีวิตจะมีเฟอร์เรดอกซินหลายประเภท[ 10 ]

การลดลงของเฟอร์เรดอกซิน

เฟอร์โรดอกซินบางชนิดเรียกว่า "มีฤทธิ์ลดสูง" [ 11 ]

การลดลงโดยตรง

ปฏิกิริยาของ Fd สามารถเชื่อมโยงกับการออกซิเดชันของอัลดีไฮด์เป็นกรดได้ ตัวอย่างเช่น ปฏิกิริยา ของกลีเซอรัลดีไฮด์เป็นกลีเซอเรต (-580 mV) ปฏิกิริยาของคาร์บอนมอนอกไซด์ดีไฮโดรจีเนส (-520 mV) และปฏิกิริยา 2-ออกโซแอซิด:Fd ออกซิโดรีดักเทส (-500 mV) [ 12 ] [ 8 ]เช่นเดียวกับปฏิกิริยาที่ดำเนินการโดยไพรูเวตซินเท[ 7 ]

การลดลงที่เชื่อมโยงกับศักย์เยื่อหุ้มเซลล์

นอกจากนี้ เฟอร์เรดอกซินยังสามารถถูกรีดิวซ์ได้โดยใช้ NADH (-320 mV) หรือH2(-414 mV) แต่กระบวนการเหล่านี้เชื่อมโยงกับการใช้ศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อขับเคลื่อน "การเพิ่ม" อิเล็กตรอนไปสู่สถานะพลังงานที่สูงขึ้น[ 6 ]คอมเพล็กซ์Rnfเป็นโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์ที่แพร่หลายในแบคทีเรียซึ่งถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่าง NADH และเฟอร์เรดอกซินแบบย้อนกลับได้ ในขณะที่ปั๊ม Na+หรือH+ไอออนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ศักยภาพเคมีออสโมติกของเยื่อหุ้มเซลล์ถูกใช้ไปเพื่อขับเคลื่อนการรีดิวซ์Fd ที่ไม่พึงประสงค์วัวโดยใช้ NADH ปฏิกิริยานี้เป็นแหล่งสำคัญของFdสีแดงใน สิ่งมีชีวิต ที่สร้างอาหารเองได้ หลายชนิด หากเซลล์เจริญเติบโตบนสารตั้งต้นที่ให้Fd มากเกินไปสีแดงคอมเพล็กซ์ Rnf สามารถถ่ายโอนอิเล็กตรอนเหล่านี้ไปยังNAD ได้+และเก็บพลังงานที่เกิดขึ้นไว้ในศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์[ 13 ]ไฮโดรจีเนสที่แปลงพลังงาน(Ech) เป็นกลุ่มของเอนไซม์ที่เชื่อมโยงการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างFdและH อย่างย้อนกลับได้2ขณะสูบฉีดH+ไอออนข้ามเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อปรับสมดุลความแตกต่างของพลังงาน[ 14 ]

เอฟดี0 ออนซ์+ NADH + Na+ ภายนอกเอฟดี2− สีแดง+ NAD++ นา+ ภายใน
เอฟดี0 ออนซ์+ เอช2+ เอช+ ภายนอกเอฟดี2− สีแดง+ เอช++ เอช+ ภายใน

การแยกอิเล็กตรอน

การลด Fd ที่ไม่พึงประสงค์จากผู้ให้อิเล็กตรอน ที่ลดน้อยกว่า สามารถเกิดขึ้นพร้อมกันกับการลดตัวแทนออกซิไดซ์ ที่พึงประสงค์ ผ่านปฏิกิริยาการแยกอิเล็กตรอน[ 6 ]ตัวอย่างของปฏิกิริยาการแยกอิเล็กตรอนคือการสร้างFdสีแดงสำหรับการตรึงไนโตรเจนใน ไดอะ โซโทรฟแอโรบิก บางชนิด โดยทั่วไป ใน การฟ อสโฟรีเลชันแบบออกซิเดทีฟ การถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากNADHไปยังยูบิควิโนน (Q) จะเชื่อมโยงกับการชาร์จแรงขับเคลื่อนโปรตอน ในAzotobacterพลังงานที่ปล่อยออกมาจากการถ่ายโอนอิเล็กตรอนหนึ่งตัวจาก NADH ไปยัง Q จะถูกใช้เพื่อเพิ่มการถ่ายโอนอิเล็กตรอนหนึ่งตัวจาก NADH ไปยัง Fd พร้อมกัน[ 15 ] [ 16 ]

การลดเฟอร์เรดอกซินที่มีศักยภาพสูงโดยตรง

เฟอร์เรดอกซินบางชนิดมี ศักยภาพรีดอกซ์สูงพอที่จะถูกรีดิวซ์โดยตรงด้วย NADPH เฟอร์เรดอกซินชนิดหนึ่งคืออะดรีนอกซิน (-274 mV) ซึ่งมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์สเตียรอยด์ ของสัตว์ เลี้ยงลูกด้วยนม หลายชนิด[ 17 ] เฟอร์เรดอกซิ นFd3 ในรากของพืชที่รีดิวซ์ไนเตรตและซัลไฟต์มีศักยภาพจุดกึ่งกลางที่ -337 mV และยังถูกรีดิวซ์ด้วย NADPH อีกด้วย[ 10 ]

เฟอร์เรดอกซินFe 2 S 2

โดเมนการจับกลุ่มเหล็ก-กำมะถัน 2Fe-2S
ภาพแสดงโครงสร้างของเฟอร์เรดอกซิFe₂S₂
ตัวระบุ
เครื่องหมายเฟอร์2
พีแฟมพีเอฟ00111
ตระกูลพีแฟมซีแอล0486
อินเตอร์โปรIPR001041
โปรไซต์PDOC00642
สโคป23fxc / SCOPe / SUPFAM
โปรตีน OPM1kf6
โครงสร้างโปรตีนที่มีอยู่:
พีดีบี  IPR001041 PF00111 ( ECOD ; PDBsum )  
อัลฟาโฟลด์
  • IPR001041
  • พีเอฟ00111

สมาชิกของซูเปอร์แฟมิลี 2Fe–2S เฟอร์เรดอกซิน ( InterProIPR036010 ) มีโครงสร้างแกนกลางทั่วไปที่ประกอบด้วยเบต้า(2)-อัลฟา-เบต้า(2) ซึ่งรวมถึงพิวทิดาเรดอกซิน เทอร์เพรดอกซิน และแอดรีโนดอกซิน[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]พวกมันเป็นโปรตีนที่มีกรดอะมิโนประมาณหนึ่งร้อยตัว โดยมีซิสเทอีนที่อนุรักษ์ไว้สี่ตำแหน่งซึ่งคลัสเตอร์ 2Fe–2S จะถูกเชื่อมต่อ บริเวณที่อนุรักษ์ไว้นี้ยังพบเป็นโดเมนในเอนไซม์เมตาบอลิซึมต่างๆ และในโปรตีนหลายโดเมน เช่น อัลดีไฮด์ออกซิโดรีดักเทส ( ปลาย N ), แซนทีนออกซิเดส ( ปลาย N ), พทาเลตไดออกซิเจเนสรีดักเทส ( ปลาย C ), ซัคซิเนตดีไฮโดรจีเนสโปรตีนเหล็ก-กำมะถัน ( ปลาย N ) และมีเทนโมโนออกซิเจเนสรีดักเทส ( ปลาย N )

เฟอร์เรดอกซินชนิดพืช

เฟอร์เรดอกซินกลุ่มหนึ่งซึ่งเดิมพบใน เยื่อหุ้ม คลอโรพลาสต์ได้รับการขนานนามว่า "ชนิดคลอโรพลาสต์" หรือ "ชนิดพืช" ( InterProIPR010241 ) ศูนย์กลางการทำงานของมันคือคลัสเตอร์ [Fe 2 S 2 ] ซึ่งอะตอมของเหล็กมีการประสานงานแบบทรงสี่หน้าทั้งจากอะตอมของกำมะถันอนินทรีย์และจากกำมะถันของกรดอะมิโนซิสเทอีน (Cys) ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้สี่ตำแหน่ง

ในคลอโรพลาสต์ เฟอร์เรดอกซิน Fe 2 S 2ทำหน้าที่เป็นตัวนำอิเล็กตรอนในห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนในการสังเคราะห์แสงและเป็นผู้ให้อิเล็กตรอนแก่โปรตีนต่างๆ ในเซลล์ เช่น กลูตาเมตซินเทส ไนไตรต์รีดักเทส ซัลไฟต์รีดักเทส และไซเคลสของการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์[ 22 ]เนื่องจากไซเคลสเป็นเอนไซม์ที่ขึ้นอยู่กับเฟอร์เรดอกซิน กลไกนี้จึงอาจเป็นตัวประสานระหว่างการสังเคราะห์แสงและความต้องการคลอโรฟิลล์ของคลอโรพลาสต์ โดยเชื่อมโยงการสังเคราะห์คลอโรฟิลล์เข้ากับห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนในการสังเคราะห์แสง ในระบบไดออกซิเจเนสของแบคทีเรียที่ไฮดรอกซิเลชัน พวกมันทำหน้าที่เป็นตัวนำการถ่ายโอนอิเล็กตรอนระดับกลางระหว่างฟลาโวโปรตีนรีดักเทสและออกซิเจเนส

เฟอร์เรดอกซินที่คล้ายไทโอเรด็อกซิน

เฟอร์เรดอก ซิ Fe₂S₂ จากClostridium pasteurianum ( Cp₂FeFd ; P07324 ) ได้รับการยอมรับว่าเป็นโปรตีนตระกูลที่แตกต่างกันโดยอาศัยลำดับกรดอะมิโน คุณสมบัติทางสเปกโทรสโกปีของกลุ่มเหล็ก-กำมะถัน และความสามารถในการแลกเปลี่ยนลิแกนด์ที่เป็นเอกลักษณ์ของลิแกนด์ซิสเทอีนสองตัวกับกลุ่ม [Fe₂S₂ ] แม้ว่าบทบาททางสรีรวิทยาของเฟอร์เรดอกซินนี้ยังไม่ชัดเจน แต่ก็มีการค้นพบปฏิกิริยาที่แข็งแกร่งและจำเพาะเจาะจงระหว่าง Cp₂FeFd กับโปรตีนโมลิบดีนัม-เหล็กของไนโตรเจเนส เฟอร์เรดอกซินที่คล้ายคลึงกันจากAzotobacter vinelandii ( Av₂FeFdI ; P82802 ) และ Aquifex aeolicus ( AaFd ; O66511 ) ได้รับการศึกษาลักษณะเฉพาะแล้ว โครงสร้างผลึกของAaFdได้รับการแก้ไขแล้วAaFdมีอยู่เป็นไดเมอร์ โครงสร้างของ โมโนเมอร์ Aa Fd แตกต่างจากเฟอร์เรดอกซิน Fe 2 S 2 อื่นๆ พับนี้จัดอยู่ในกลุ่ม α+β โดยมี β-strand สี่เส้นแรกและ α-helices สองเส้นที่ใช้รูปแบบพับของไทโอเรด็อกซิ น [ 23 ] UniProtจัดประเภทสิ่งเหล่านี้เป็นตระกูล "2Fe2S Shethna-type ferredoxin" [ 24 ]

เฟอร์เรดอกซินชนิดอะดรีโนดอกซิน

เฟอร์เรดอกซิน 1
โครงสร้างผลึกของเฟอร์เรดอกซิน-1 ของมนุษย์ (FDX1) [ 25 ]
ตัวระบุ
เครื่องหมายFDX1
สัญลักษณ์ทางเลือกเอฟดีเอ็กซ์
ยีน NCBI2230
เอชจีเอ็นซี3638
โอเอ็มไอเอ็ม103260
ลำดับอ้างอิงNM_004109
ยูนิโปรทพี10109
ข้อมูลอื่นๆ
ตำแหน่งบทที่ 11 ข้อ 22.3
ค้นหา
โครงสร้างแบบจำลองสวิส
โดเมนอินเตอร์โปร

อะดรีโนดอกซิน ( อะดรีนัลเฟอร์เรดอกซิน; InterProIPR001055 ), พูทิดาเรดอกซิน และเทอร์เพรดอกซิน ประกอบกันเป็นโปรตีน Fe₂S₂ ที่ละลายน้ำได้ซึ่งทำหน้าที่เป็นตัวนำอิเล็กตรอนเดี่ยว พบมากใน ไมโทคอนเดรียของ ยูคาริโอตและ แบคทีเรีย สกุล Pseudomonadotaอะดรีโนดอกซินในมนุษย์เรียกว่าเฟอร์เรดอกซิน-1 และเฟอร์เรดอกซิน-2ในระบบโมโนออกซิเจเนสของไมโทคอนเดรีย อะดรีโนดอกซินจะถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากNADPH:อะดรีโนดอกซินรีดักเทสไปยังไซโตโครม P450 ที่ยึดติดกับเยื่อหุ้ม เซลล์ ในแบคทีเรีย พูทิดาเรดอกซินและเทอร์เพรดอกซินจะถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่างเฟอร์เรดอกซินรีดักเทสที่ขึ้นอยู่กับ NADH และ P450 ที่ละลายน้ำได้[ 26 ] [ 27 ]หน้าที่ที่แน่นอนของสมาชิกอื่น ๆ ในตระกูลนี้ยังไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แม้ว่าEscherichia coli Fdx จะแสดงให้เห็นว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกับการสร้างคลัสเตอร์ Fe–S [ 28 ]แม้ว่าเฟอร์เรดอกซินชนิดแอดรีโนดอกซินและชนิดพืชจะมีความคล้ายคลึงกันในลำดับต่ำ แต่ทั้งสองคลาสก็มีโครงสร้างการพับที่คล้ายคลึงกัน

เฟอร์เรดอกซิน-1 ในมนุษย์มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ฮอร์โมนไทรอยด์ นอกจากนี้ยังถ่ายโอนอิเล็กตรอนจากอะดรีโนดอกซินรีดักเทสไปยังCYP11A1ซึ่งเป็นเอนไซม์ CYP450 ที่รับผิดชอบในการตัดโซ่ข้างของคอเลสเตอรอล FDX-1 มีความสามารถในการจับกับโลหะและโปรตีน[ 29 ]เฟอร์เรดอกซิน-2 มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ฮีม A และโปรตีนเหล็ก-กำมะถัน[ 30 ]

เฟอร์เรดอกซินFe 4 S 4และ Fe 3 S 4

เฟอร์เรดอกซิน [Fe 4 S 4 ] อาจแบ่งย่อยออกเป็นเฟอร์เรดอกซินที่มีศักยภาพต่ำ (ชนิดแบคทีเรีย) และ เฟอร์เรดอกซิ น ที่มีศักยภาพสูง (HiPIP) ได้อีกด้วย

เฟอร์เรดอกซินที่มีศักยภาพต่ำและสูงมีความสัมพันธ์กันตามแผนผังปฏิกิริยารีดอกซ์ดังต่อไปนี้:

เลขออกซิเดชันอย่างเป็นทางการของไอออนเหล็กอาจเป็น [2Fe 3+ , 2Fe 2+ ] หรือ [1Fe 3+ , 3Fe 2+ ] ในเฟอร์เรดอกซินที่มีศักยภาพต่ำ ส่วนเลขออกซิเดชันของไอออนเหล็กในเฟอร์เรดอกซินที่มีศักยภาพสูงอาจเป็น [3Fe 3+ , 1Fe 2+ ] หรือ [2Fe 3+ , 2Fe 2+ ]

เฟอร์เรดอกซินชนิดแบคทีเรีย

โดเมนการจับ 3Fe-4S
ภาพแสดงโครงสร้างของ เฟอร์เรดอกซินFe 3 S 4
ตัวระบุ
เครื่องหมายเฟอร์4
พีแฟมPF00037
อินเตอร์โปรIPR001450
โปรไซต์PDOC00176
สโคป25fd1 / SCOPe / SUPFAM
โปรตีน OPM1kqf
โครงสร้างโปรตีนที่มีอยู่:
พีดีบี  1h98 A:33-56 1bd6 :33-56

1bwe A:33-56

1bqx A:33-56 1bc6 :33-56

7fd1 A:33-56

6fd1 :33-56 6fdr A:33-56

1frx :33-56

1gao B:33-56 1b0t A:33-56

1b0v A:33-56

1fd2 :33-56 1fdd :33-56

1fer :33-56

1axq :33-56 1g6b A:33-56

2fd2 :33-56

1ff2 A:33-56 1pc5 A:33-56

7fdr A:33-56

1g3o A:33-56 1ftc A:33-56

1frm :33-56

5fd1 :33-56 1a6l :33-56

1frj :33-56

1fdb :33-56 1fri :33-56

1pc4 A:33-56

1f5b A:33-56 1frh :33-56

1d3w A:33-56

1frk :33-56 1f5c A:33-56

1frl :33-56

1fda :33-56 1clf :31-54

1dur A:28-51

1fca :30-53 1fdn :30-53

2fdn :30-53

1xer :77-100 1h7x A:946-969

1gte A:946-969

1h7w B:946-969 1gth A:946-969

1gt8 A:946-969

1gx7 A:28-51 1hfe L:28-51

1บลู :2-25

1rgv A:2-25 1kqf B:126-149

1kqg B:126-149

1jb0 C:4-27 1k0t A:4-27

1rof :3-26

1vjw :3-26 1dwl A:2-25

2pda A:738-763

1b0p A:738-763 1kek A:738-763

1c4c A:183-206

1c4a A:183-206 1feh A:183-206

1l0v N:142-165

1kfy N:142-165 1kf6 B:142-165

1jnr B:40-63

1jnz B:40-63 IPR001450 PF00037 ( ECOD ; PDBsum )

 
อัลฟาโฟลด์
  • IPR001450
  • PF00037

กลุ่มของเฟอร์เรดอกซิน Fe 4 S 4ซึ่งเดิมพบในแบคทีเรีย ได้รับการขนานนามว่า "ชนิดแบคทีเรีย" เฟอร์เรดอกซินชนิดแบคทีเรียสามารถแบ่งย่อยออกเป็นกลุ่มต่างๆ ได้อีก โดยพิจารณาจากคุณสมบัติของลำดับ ส่วนใหญ่มีโดเมนที่อนุรักษ์ไว้อย่างน้อยหนึ่งโดเมน ซึ่งรวมถึงสารตกค้างซิสเทอีนสี่ตัวที่จับกับคลัสเตอร์ [Fe 4 S 4 ] ใน เฟอร์เรดอกซิน Fe 4 S 4 ของ Pyrococcus furiosusสารตกค้างซิสเทอีนที่อนุรักษ์ไว้ตัวหนึ่งถูกแทนที่ด้วยสารตกค้างแอสปาร์เท[ 31 ]

ในระหว่างวิวัฒนาการของเฟอร์เรดอกซินชนิดแบคทีเรีย การจำลองยีนภายในลำดับ การเคลื่อนย้าย และการหลอมรวมเกิดขึ้น ส่งผลให้โปรตีนที่มีศูนย์เหล็ก-กำมะถันหลายแห่งปรากฏขึ้น ในเฟอร์เรดอกซินแบคทีเรียบางชนิด โดเมนที่จำลองขึ้นมาโดเมนหนึ่งได้สูญเสียสารตกค้าง Cys ที่ได้รับการอนุรักษ์ไว้หนึ่งตัวหรือมากกว่าจากสี่ตัว โดเมนเหล่านี้อาจสูญเสียคุณสมบัติการจับเหล็ก-กำมะถัน หรือจับกับคลัสเตอร์ [Fe 3 S 4 ] แทนที่จะเป็นคลัสเตอร์ [Fe 4 S 4 ] [ 32 ]และแบบไดคลัสเตอร์[ 33 ]

โครงสร้างสามมิติเป็นที่รู้จักกันดีในเฟอร์เรดอกซินชนิดแบคทีเรียแบบโมโนคลัสเตอร์และไดคลัสเตอร์จำนวนหนึ่ง โครงสร้างพับนี้จัดอยู่ในกลุ่ม α+β โดยมีอัลฟาเฮลิกซ์ 2-7 อันและเบตาสแตรนด์ 4 อันก่อตัวเป็นโครงสร้างคล้ายถัง และมีลูปที่ยื่นออกมาซึ่งประกอบด้วยลิแกนด์ซิสทีน "ส่วนต้น" สามตัวของกลุ่มเหล็ก-กำมะถัน

โปรตีนเหล็ก-ซัลเฟอร์ที่มีศักยภาพสูง

โปรตีนเหล็ก-ซัลเฟอร์ที่มีศักยภาพสูง (HiPIPs) เป็นกลุ่มเฉพาะของ เฟอร์เร ดอกซิ น Fe₄S₄ที่ทำหน้าที่ในห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนแบบไม่ใช้ออกซิเจน HiPIPs บางชนิดมีศักยภาพรีดอกซ์สูงกว่าโปรตีนเหล็ก-ซัลเฟอร์ชนิดอื่น ๆ ที่รู้จัก (เช่น HiPIP จากRhodopila globiformisมีศักยภาพรีดอกซ์ประมาณ -450 mV) จนถึงปัจจุบัน มีการศึกษาโครงสร้างของ HiPIPs หลายชนิดแล้ว โดยพบว่าโครงสร้างพับของพวกมันอยู่ในกลุ่ม α+β เช่นเดียวกับเฟอร์เรดอกซินของแบคทีเรียชนิดอื่น ๆ หน่วย [Fe₄S₄ ] จะก่อตัวเป็นกลุ่มแบบคิวเบนและเชื่อมต่อกับโปรตีนผ่าน ทางหมู่ซิสทีน 4หมู่

โปรตีนของมนุษย์จากตระกูลเฟอร์เรดอกซิน

อ่านเพิ่มเติม

  • Bruschi M, Guerlesquin F (1988). "โครงสร้าง หน้าที่ และวิวัฒนาการของเฟอร์เรดอกซินของแบคทีเรีย" . FEMS Microbiology Reviews . 4 (2): 155– 75. doi : 10.1111/j.1574-6968.1988.tb02741.x . PMID  3078742 .
  • Ciurli S, Musiani F (2005). "โปรตีนเหล็ก-ซัลเฟอร์ที่มีศักยภาพสูงและบทบาทของพวกมันในฐานะตัวนำอิเล็กตรอนที่ละลายได้ในการสังเคราะห์แสงของแบคทีเรีย: เรื่องราวของการค้นพบ" การวิจัยการสังเคราะห์แสง85 (1): 115– 31. Bibcode : 2005PhoRe..85..115C . doi : 10.1007/s11120-004-6556-4 . PMID  15977063 . S2CID  27768048 .
  • Fukuyama K (2004). "โครงสร้างและหน้าที่ของเฟอร์เรดอกซินชนิดพืช" การวิจัยการสังเคราะห์แสง81 (3): 289– 301. Bibcode : 2004PhoRe..81..289F . doi : 10.1023/B:PRES.0000036882.19322.0a . PMID  16034533 . S2CID  24574958 .
  • Grinberg AV, Hannemann F, Schiffler B, Müller J, Heinemann U, Bernhardt R (กันยายน 2000). "Adrenodoxin: โครงสร้าง ความเสถียร และคุณสมบัติการถ่ายโอนอิเล็กตรอน". Proteins . 40 (4): 590– 612. doi : 10.1002/1097-0134(20000901)40:4<590::AID-PROT50>3.0.CO;2-P . PMID  10899784 . S2CID  113757 .
  • โฮลเดน HM, Jacobson BL, Hurley JK, Tollin G, Oh BH, Skjeldal L, และคณะ (กุมภาพันธ์ 2537). "การศึกษาโครงสร้างและหน้าที่ของเฟอร์ดอกซิน [2Fe-2S]" วารสารพลังงานชีวภาพและชีวเมมเบรน . 26 (1): 67– 88. ดอย : 10.1007/BF00763220 . PMID8027024  .​ S2CID  12560221 .
  • Meyer J (พฤศจิกายน 2544). "เฟอร์เรดอกซินชนิดที่สาม" . FEBS Letters . 509 (1): 1– 5. Bibcode : 2001FEBSL.509....1M . doi : 10.1016/S0014-5793(01)03049-6 . PMID  11734195 . S2CID  8101608 .
  • InterProIPR006057 - ซับโดเมน 2Fe–2S เฟอร์เรดอกซิน
  • InterProIPR001055 - Adrenodoxin
  • InterProIPR001450 - 4Fe–4S เฟอร์เรดอกซิน ที่จับกับเหล็กและกำมะถัน
  • InterProIPR000170 - โปรตีนเหล็ก-กำมะถันที่มีศักยภาพสูง
  • PDB : 1F37​ - โครงสร้างเอกซ์เรย์ของเฟอร์เรดอกซินคล้ายไทโอเรด็อกซินจาก Aquifex aeolicus ( Aa Fd)
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Ferredoxin&oldid=1336846586 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ เฟอร์เรดอกซิน

เฟอร์เรดอกซิน (จากภาษาละตินferrum : เหล็ก + รีดอกซ์มักย่อว่า "fd") เป็นโปรตีน ที่มี เหล็กและกำมะถัน เป็นองค์ประกอบหลัก ทำหน้าที่ถ่ายโอนอิเล็กตรอนในปฏิกิริยาเมตาบอลิซึมหลายชนิด...

พลังงานชีวภาพของเฟอร์เรดอกซิน

โดยทั่วไปเฟอร์เรดอกซินจะทำหน้าที่ถ่ายโอนอิเล็กตรอนเพียงตัวเดียว

การลดลงของเฟอร์เรดอกซิน

เฟอร์โรดอกซินบางชนิดเรียกว่า "มีฤทธิ์ลดสูง" [ 11 ]

เฟอร์เรดอกซินFe 2 S 2

สมาชิกของซูเปอร์แฟมิลี 2Fe–2S เฟอร์เรดอกซิน ( InterPro : IPR036010 ) มีโครงสร้างแกนกลางทั่วไปที่ประกอบด้วยเบต้า(2)-อัลฟา-เบต้า(2) ซึ่งรวมถึงพิวทิดาเรดอกซิน เทอร์เพรดอกซิน และแอดรีโนดอกซิน [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]...