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 ]เช่นเดียวกับปฏิกิริยาที่ดำเนินการโดยไพรูเวตซินเทส[ 7 ]
การลดลงที่เชื่อมโยงกับศักย์เยื่อหุ้มเซลล์
นอกจากนี้ เฟอร์เรดอกซินยังสามารถถูกรีดิวซ์ได้โดยใช้ NADH (-320 mV) หรือH2(-414 mV) แต่กระบวนการเหล่านี้เชื่อมโยงกับการใช้ศักยภาพของเยื่อหุ้มเซลล์เพื่อขับเคลื่อน "การเพิ่ม" อิเล็กตรอนไปสู่สถานะพลังงานที่สูงขึ้น[ 6 ]คอมเพล็กซ์Rnfเป็นโปรตีนเยื่อหุ้มเซลล์ที่แพร่หลายในแบคทีเรียซึ่งถ่ายโอนอิเล็กตรอนระหว่าง NADH และเฟอร์เรดอกซินแบบย้อนกลับได้ ในขณะที่ปั๊ม Na+หรือH+ไอออนผ่านเยื่อหุ้มเซลล์ศักยภาพเคมีออสโมติกของเยื่อหุ้มเซลล์ถูกใช้ไปเพื่อขับเคลื่อนการรีดิวซ์Fd ที่ไม่พึงประสงค์วัวโดยใช้ NADH ปฏิกิริยานี้เป็นแหล่งสำคัญของFd− สีแดงใน สิ่งมีชีวิต ที่สร้างอาหารเองได้ หลายชนิด หากเซลล์เจริญเติบโตบนสารตั้งต้นที่ให้Fd มากเกินไป− สีแดงคอมเพล็กซ์ 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 ]ตัวอย่างของปฏิกิริยาการแยกอิเล็กตรอนคือการสร้างFd− สีแดงสำหรับการตรึงไนโตรเจนใน 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 | |||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
ภาพแสดงโครงสร้างของเฟอร์เรดอกซินFe₂S₂ | |||||||
| ตัวระบุ | |||||||
| เครื่องหมาย | เฟอร์2 | ||||||
| พีแฟม | พีเอฟ00111 | ||||||
| ตระกูลพีแฟม | ซีแอล0486 | ||||||
| อินเตอร์โปร | IPR001041 | ||||||
| โปรไซต์ | PDOC00642 | ||||||
| สโคป2 | 3fxc / SCOPe / SUPFAM | ||||||
| โปรตีน OPM | 1kf6 | ||||||
| |||||||
สมาชิกของซูเปอร์แฟมิลี 2Fe–2S เฟอร์เรดอกซิน ( InterPro : IPR036010 ) 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" ( InterPro : IPR010241 ) 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 ซิน 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 | |||||||
| เครื่องหมาย | FDX1 | ||||||
| สัญลักษณ์ทางเลือก | เอฟดีเอ็กซ์ | ||||||
| ยีน NCBI | 2230 | ||||||
| เอชจีเอ็นซี | 3638 | ||||||
| โอเอ็มไอเอ็ม | 103260 | ||||||
| ลำดับอ้างอิง | NM_004109 | ||||||
| ยูนิโปรท | พี10109 | ||||||
| ข้อมูลอื่นๆ | |||||||
| ตำแหน่ง | บทที่ 11 ข้อ 22.3 | ||||||
| |||||||
อะดรีโนดอกซิน ( อะดรีนัลเฟอร์เรดอกซิน; InterPro : IPR001055 ), 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 | |||||||
| เครื่องหมาย | เฟอร์4 | ||||||
| พีแฟม | PF00037 | ||||||
| อินเตอร์โปร | IPR001450 | ||||||
| โปรไซต์ | PDOC00176 | ||||||
| สโคป2 | 5fd1 / SCOPe / SUPFAM | ||||||
| โปรตีน OPM | 1kqf | ||||||
| |||||||
กลุ่มของเฟอร์เรดอกซิน Fe 4 S 4ซึ่งเดิมพบในแบคทีเรีย ได้รับการขนานนามว่า "ชนิดแบคทีเรีย" เฟอร์เรดอกซินชนิดแบคทีเรียสามารถแบ่งย่อยออกเป็นกลุ่มต่างๆ ได้อีก โดยพิจารณาจากคุณสมบัติของลำดับ ส่วนใหญ่มีโดเมนที่อนุรักษ์ไว้อย่างน้อยหนึ่งโดเมน ซึ่งรวมถึงสารตกค้างซิสเทอีนสี่ตัวที่จับกับคลัสเตอร์ [Fe 4 S 4 ] ใน เฟอร์เรดอกซิน Fe 4 S 4 ของ Pyrococcus furiosusสารตกค้างซิสเทอีนที่อนุรักษ์ไว้ตัวหนึ่งถูกแทนที่ด้วยสารตกค้างแอสปาร์เทต[ 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 .
ลิงก์ภายนอก
- InterPro : IPR006057 - ซับโดเมน 2Fe–2S เฟอร์เรดอกซิน
- InterPro : IPR001055 - Adrenodoxin
- InterPro : IPR001450 - 4Fe–4S เฟอร์เรดอกซิน ที่จับกับเหล็กและกำมะถัน
- InterPro : IPR000170 - โปรตีนเหล็ก-กำมะถันที่มีศักยภาพสูง
- PDB : 1F37 - โครงสร้างเอกซ์เรย์ของเฟอร์เรดอกซินคล้ายไทโอเรด็อกซินจาก Aquifex aeolicus ( Aa Fd)
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 ]...