FAD（フラビンアデニンジヌクレオチド）は、種々の代謝経路のいくつかの酵素に有機分子、補酵素です。他のフラビンヌクレオチド化合物のように、それは酸化還元酵素の補欠分子族として働きます。これらの酵素はフラボタンパク質として知られています。
FADは、酵素コハク酸デヒドロゲナーゼにおいて、フラボタンパク質に強く結合しています。例えば、それはヒスチジン残基に共有結合される。
出典：Edgar181
フラボプロテインは、クエン酸回路、電子輸送チェーン、およびアミノ酸と脂肪酸の酸化分解で作用し、それらの機能はアルカンをアルケンに酸化することです。
特徴
FADは、アルコール（リビトール）に結合した黄色を与える複素環（イソアロキサシン）で構成されています。この化合物は部分的に還元されて安定なラジカルFADHを生成するか、または完全に還元されてFADH 2を生成します。
酵素と共有結合している場合、補欠分子族と見なされます。つまり、タンパク質の非アミノ酸部分を形成します。
酸化型のフラボプロテインは、可視スペクトル領域に重要な吸収帯を示し、黄色から赤、緑までの強い色合いを与えます。
これらの酵素が還元されると、吸収スペクトルの変化により変色します。この特性は、これらの酵素の活性を研究するために使用されます。
植物や、フラビンを合成できるいくつかの微生物ですが、高等動物（人間など）では、イソアロキサシンリングの合成は不可能であるため、これらの化合物は、ビタミンB 2などの食事を通じて取得されます。。
FADでは、2つの電子の同時転送、または各電子の順次転送を生成して、還元型FADH 2を生成できます。
FAD生合成
上述のように、コエンザイムFADを構成する環は動物によって合成され得ないので、前記コエンザイムを得るためには、一般的にビタミンである、食事から得られる前駆体が必要である。これらのビタミンは微生物と植物によってのみ合成されます。
FADは、ビタミンB 2（リボフラビン）から2つの反応で生成されます。リボフラビンでは、リビチル側鎖は酵素フラボキナーゼによってC5炭素の-OH基でリン酸化されます。
このステップでは、リビチル鎖が実際の糖ではないため、その名前にもかかわらず、真のヌクレオチドではないフラビンモノヌクレオチド（FMN）が生成されます。
FMNの形成後、ピロリン酸基（PPi）を介して、AMPとのカップリングが酵素FADピロホスホリラーゼの作用によって発生し、最終的に補酵素FADが生成されます。酵素フラボキナーゼとピロホスホリラーゼは自然界に豊富に見られます。
重要性
多くの酵素はそれら自体で触媒機能を果たすことができるが、それらがそれらのポリペプチド鎖に欠けている化学機能をそれらに与える外部成分を必要とするものもある。
外部コンポーネントは、いわゆる補因子であり、FADの場合と同様に、金属イオンや有機化合物である場合があり、その場合、それらは補酵素として知られています。
酵素-補酵素複合体の触媒部位はホロ酵素と呼ばれ、補酵素を欠いている酵素はアポ酵素と呼ばれ、触媒的に不活性な状態です。
様々な酵素（フラビン依存性）の触媒活性は、その触媒活性を実行するためにFADに結合する必要があります。それらの中で、FADは基質から製品への変換で生成される電子と水素原子の中間輸送体として機能します。
飽和脂肪酸から不飽和脂肪酸への変換の場合の炭素結合の酸化、またはコハク酸からフマル酸への酸化など、フラビンに依存するさまざまな反応があります。
フラビン依存性デヒドロゲナーゼとオキシダーゼ
フラビン依存性酵素には、補綴グループとしてしっかりと取り付けられたFADが含まれています。さまざまな反応のレドックスに関与するこの補酵素の領域は、可逆的に減少することができます。つまり、分子はFAD、FADHおよびFADH 2状態に可逆的に変化することができます。
最も重要なフラボタンパク質は、電子伝達と呼吸に関連するデヒドロゲナーゼであり、ミトコンドリアまたはその膜に見られます。
一部のフラビン依存性酵素は、クエン酸回路で作用するコハク酸デヒドロゲナーゼと、脂肪酸の酸化の最初の脱水素段階で介入するアシル-CoA-デヒドロゲナーゼです。
デヒドロゲナーゼであるフラボプロテインは、分子状酸素によって還元されたFAD（FADH 2）が再酸化される可能性が低いです。一方、フラボプロテインオキシダーゼでは、FADH 2が再酸化されやすく、過酸化水素が生成されます。
一部の哺乳動物細胞には、NADPH-チトクロームP450レダクターゼと呼ばれるフラボタンパク質があり、FADとFMN（フラビンモノヌクレオチド）の両方が含まれています。
このフラボタンパク質は、小胞体の外膜に埋め込まれた膜酵素です。この酵素に結合したFADは、基質の酸素化中のNADPHの電子受容体です。
代謝経路におけるFAD
コハク酸デヒドロゲナーゼは、共有結合したFADを含む、細胞のミトコンドリア内膜にある膜フラボタンパク質です。クエン酸サイクルでは、これがコハク酸分子の中心にある飽和結合を酸化し、前記結合を二重結合に変換してフマル酸塩を生成します。
コエンザイムFADは、この結合の酸化によって生じる電子の受容体であり、FADH 2状態に還元します。これらの電子は後で電子輸送チェーンに転送されます。
電子伝達鎖の複合体IIには、フラビンタンパク質コハク酸デヒドロゲナーゼが含まれています。この複合体の機能は、Q. FADHコエンザイムするコハク酸から電子を渡すことである2は、従って電子伝達、FADに酸化されます。
フラボプロテインのアシルCoAデヒドロゲナーゼは、トランス二重結合の形成を触媒して、脂肪酸β酸化の代謝経路でトランスエノイルCoAを形成します。この反応は、クエン酸回路でコハク酸デヒドロゲナーゼによって行われる反応と化学的に同じであり、補酵素FADが脱水素のH産物の受容体です。
参考文献
- Devlin、TM（1992）。生化学の教科書：臨床相関と。John Wiley&Sons、Inc.
- ギャレット、RH、およびグリシャム、CM（2008）。生化学。Ed。Thomson Brooks / Cole。
- Nelson、DL、&Cox、MM（2006）。レーニンガー生化学原則第4版。エドオメガ。バルセロナ。
- Rawn、JD（1989）。生化学（No. 577.1 RAW）。Ed。Interamericana-McGraw-Hill
- Voet、D。、およびVoet、JG（2006）。生化学。Panamerican Medical Ed。