P450 포함 시스템

P450-containing systems

시토크롬 P450 단백질이나 도메인을 포함하는 효소 체계는 P450 함유 체계라고 할 수 있다.

P450 효소는 일반적으로 P450을 포함하는 모노옥시제네아제 시스템이라고 불리는 다원체 전자전달체에서 단자 산화효소로 기능하지만 자급자족, 비모노옥시제네아제 P450s도 설명되어 있다.알려진 모든 P450 포함 모노옥시제너제 시스템은 공통의 구조적 및 기능적 영역 아키텍처를 공유한다.사이토크롬 자체와는 별도로, 이 시스템들은 하나 이상의 기본적인 레독스 도메인, 즉 FAD 함유 플라보프로테인 또는 도메인, FMN 도메인, 페레독신, 사이토크롬 b를5 포함한다.이러한 유비쿼터스 레독스 영역은 다양한 조합으로 생물학적 시스템에 널리 분포되어 있다.FMN 도메인, 페레독신 또는 사이토크롬 b는5 플라빈 환원효소(단백질 또는 도메인)와 P450 사이에서 전자를 전달한다.P450을 포함하는 시스템은 모든 생명의 왕국에서 발견되지만, 일부 유기체들은 이러한 리독스 도메인 중 하나 이상이 부족하다.

FR/FD/P450 시스템

미토콘드리아와 일부 박테리아 P450 시스템은 FAD 함유 페레독신 환원효소(Fredoxin Redoxide, FD)와 P450 사이에서 단일 전자 운반체 역할을 하는 수용성 FeS22 페레독신(Fd)을 사용한다.미토콘드리아 모노옥시제나제 시스템에서 아드레노독신은 NADPH:adrenodoxin 환원효소와 여러 막 결합 P450s(CYP11A, CYP11B, CYP27) 사이의 수용성 전자 매개체 역할을 한다.박테리아에서 퍼티다레독신, 테르프레독신, 로도톡신은 해당 NADH 의존성 페레독신 환원제와 수용성 P450(CYP101, CYP108, CYP116) 사이의 전자 운반체 역할을 한다.

NADH → putidaredoxin 환원효소 → 퍼티다레독신 → CYP101 → O2
NADH → 테르프레톡신 환원효소 → 테르프레독신 → CYP108 → O2
NADH → 로도톡신 환원효소 → 로도콕신 → CYP116 → O2
NADPH → 아드레노독소 환원효소 → 아드레노독신 → CYP11A1 → O2

아드레노독신형 페레독신을 함유한 P450 시스템의 전자 흐름의 일반적인 구조는 다음과 같다.

NAD(P)H → FAD → Fe2S2 → P450 → O2

CPR/P450 시스템

진핵 미생물 P450 효소와 일부 박테리아 P450은 사이토크롬 P450 환원효소(CPR; EC 1.6.2.4)로 알려진 FAD와 FMN 함유 효소로부터 전자를 받는다.미세소생술은 다른 P450과 상호작용하는 막 결합 단백질이다.바실러스 메가테리움과 바실러스 미분비에서 심폐소생술은 CYP102의 C-단자영역이며, 단일 폴리펩타이드 자급성 P450 시스템(P450은 N단자영역이다)이다.CPR/P450 시스템에서 전자 흐름의 일반적인 구조는 다음과 같다.

NADPH → FAD → 에프엠엔 → P450 → O2

CBR/b5/P450 시스템

유비쿼터스 전자전달 단백질 시토크롬 b는5 P450s의 이펙터(활성제 또는 억제제) 역할을 할 수 있다.심폐소생술 또는 NADH:사이토크롬 분쇄효소5(CBR; EC 1.6.2.2)에서 P450으로 두 번째 전자를 전송하는 데 시토크롬 b가5 관여한다는 가설을 세웠다.

NADPH → 심폐소생술 → cyt b5 → P450 → O2
NADH → CBR → cyt b5 → P450 → O2

CBR/사이토크롬 b5 시스템의 P450 카탈루션을 지원하는 능력은 사카로마이오스 세레비시아의 정제된 CBR 및 시토크롬 b와5 칸디다 알비칸의 CYP51 효소를 사용하여 시험관내 입증되었다.이 시스템에서는 첫 번째 전자와 두 번째 전자 모두 CBR에 의해 기증된다.

NAD(P)H → FAD → b5 → P450 → O2

FMN/Fd/P450 시스템

Rhodococcus sp에서 특이한 1성분 P450 시스템이 발견되었다.NCIMB 9784(CYP116B2)이 시스템에서 N-터미널 P450 도메인은 프탈레이트 디옥시겐아제 환원효소와 유사한 시퀀스를 보이는 환원효소 영역에 융합되며, 그 순서에 따라 FMN 바인딩 도메인과 C-터미널 식물형 페레독소 도메인으로 구성된다.유사한 시스템은 중금속-강화 박테리아 랄스토니아 메탈리듀란스(CYP116A1)와 버키오데리아의 여러 종에서 확인되었다.이 시스템에서 전자 흐름의 일반적인 구성은 다음과 같다.

NADH → 에프엠엔 → Fe2S2 → P450 → O2

P450 전용 시스템

질소산화물 환원효소(P450nor)는 여러 가지 진균종에서 변성화에 관여하는 P450 효소다.가장 특징적인 P450nor는 후사륨 옥시스포럼의 CYP55A1이다.이 효소는 모노옥시제나아제 활성은 없지만 NAD(P)H를 전자공여자로 사용하여 아산화질소(NO·2)를 직접 형성하도록 감소시킬 수 있다.

NAD(P)H → P450 → NO·

바실러스 미분해효소(CYP152A1)의 지방산 β-히드록실라제 P450과BSβ 녹로모나스파우시모빌리스(CYP152B1)의 지방산 α-히드록실라제 P450은SPα 산화제로서 과산화수소(HO22)를 사용하여 장체인 지방산의 히드록실화 반응을 촉진한다.이 효소들은 촉매변환에 어떠한 환원 시스템도 필요로 하지 않는다.

Allene oxide synthase (CYP74A; EC 4.2.1.92), fatty acid hydroperoxide lyase (CYP74B), prostacyclin synthase (CYP8; EC 5.3.99.4) and thromboxane synthase (CYP5; EC 5.3.99.5) are examples of P450 enzymes that do not require a reductase or molecular oxygen for their catalytic activity.이 모든 효소에 대한 기판은 부분적으로 감소된 다이옥시겐(하이드로페록시 또는 비폭시 그룹)을 함유한 지방산 유도체다.

참조

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외부 링크