الرئيسية » الموسوعة الكيميائية » ثنائي نيوكليوتيد الفلافين والأدينين (فلافين أدينين ثنائي النيوكليوتيد) Flavin Adenine Dinucleotide

ثنائي نيوكليوتيد الفلافين والأدينين (فلافين أدينين ثنائي النيوكليوتيد) Flavin Adenine Dinucleotide

و يشار إليه بالرمز ( FAD ) ، وهو انزيم مساعد عام للعديد من التفاعلات الحيوية الكيميائية . يتكون من جزيء فيتامين ب2 ( ريبوفلافين ) مرتبط مع نيوكليوتيد أدينين أحادي الفوسفات ( AMP ) . في العادة يكون فلافين أدينين ثنائي النيوكليوتيدات مربوطا برابطة وثيقة مع أحد الأنزيمات مشكلا فلافوبروتين . و يعمل كمستقبل للهيدروجين في تفاعلات ازالة الهيدروجين حيث يختزل إلى FADH2 . و هذه بدورة يؤكسد إلى FAD من خلال سلسلة الانتقال الإلكتروني حيث يتكون ثلاثي فوسفات الأدينوسين ATP .

و هذا الإنزيم يعتبر نشط من ناحية الأكسدة و الاختزال يرتبط مع بروتينات مختلفة ، والتي تشارك مع العديد من التفاعلات الأنزيمية الهامة في عملية التمثيل الغذائي. فالفلافوبروتين هو بروتين يحتوي على مجموعة فلافين ، و الذي قد يكون على شكل FAD أو أحادي نيوكليوتيد الفلافين (FMN). و هناك العديد من الفلافوبروتينات بالإضافة إلى مكونات المعقد (المتراكب) السكسيني النازع للهيدروجين ، بما في ذلك ألفا كيتوجلوتارات النازع للهيدروجين و مركب من البيروفات النازع للهيدروجين.
يمكن أن يوجد FAD في أربع حالات مختلفة من حالات الأكسدة و الاختزال، وهي فلافين-ن (5) -أكسيد ، كينون ، سيميكونين ، وهيدروكينون. يتم تحويل FAD بين هذه الحالات من خلال استقبال أو منح الإلكترونات. و يستقبل FAD ، في شكله المؤكسد بالكامل ، أو بشكل الكينون (يستقبل) إلكترونين وبروتونين ليصبحا FADH2 (شكل الهيدروكينون). و يمكن تشكيل شبه الكينون (نصف الكينون)(FADH ·) إما عن طريق تخفيض FAD أو أكسدة FADH2 باستقبال أو منح إلكترون واحد وبروتون واحد ، على التوالي. ومع ذلك ، فإن بعض البروتينات تولِّد وتحافظ على شكل فائق التأكسد من العامل المساعد للفلافين ، وهو أكسيد الفلافين flavin-N(5)-oxide.

يتكون فلافين الأدينين ثنائي النوكليوتيد من جزأين رئيسيين: نيوكليوتيد الأدينين (أحادي الفوسفات الأدينوسين) و أحادي النوكليوتيد الفلافين و المرتبطين معاً من خلال مجموعات الفوسفات. و يرتبط الأدينين بالريبوز الحلقي عند ذرة الكربون رقم 1 ، بينما يرتبط الفوسفات بالريبوز عند ذرة الكربون رقم 5 ليشكل النيوكليوتيد الأدينيني. ويتكون الريبوفلافين من رابطة الكربون النيتروجين (C-N) بين الأيزولوكسازين isoalloxazine و الريبتول ribitol . و من ثم يتم ربط مجموعة الفوسفات بالكربون الريبوسي الطرفي لتكوين FMN. و بسبب كون الرابطة بين الأيزولوكسازين و الريبتول لا تعتبر رابطة جلايكوسيدية، فإن أحادي نيوكليوتيد الفلافين ليس نيوكليوتيد حقيقي. و بالتالي هذا يجعل اسم الينوكليوتيد مضللاً إلى حد ما. ومع ذلك ، لا تزال مجموعة أحادي كليوتيد الفلافين قريبة جداً من النيوكليوتيدات في تركيبتها وخصائصها الكيميائية.
و يمكن اختزال FAD إلى FADH2 من خلال إضافة بروتونين و إلكترونين ، كما يمكن أن يتأكسد FADH2 أيضًا بفقد بروتون و إلكترون لتكوين FADH. و يمكن أيضا إعادة إنشاء نموذج FAD من خلال فقدان آخر مقداره بروتون واحد ومن إلكترون واحد . كما يمكن أن يتم تشكيل FAD أيضًا من خلال اختزال و إزالة الهيدروجين من أكسيد الفلافينflavin-N(5)-oxide . و بناءً على حالة الأكسدة ، تأخذ الفلافين ألوانًا محددة عندما تكون في محلول مائي.فمثلا أكسيد الفلافين flavin-N(5)-oxide (فائق التأكسد) أصفر برتقالي ، و FAD (مؤكسد بالكامل) أصفر ، و FADH (نصف مختزل) إما أزرق أو أحمر على أساس الرقم الهيدروجيني ، أما الشكل المختزل بالكامل عديم اللون. و يمكن أن يكون لتغيير النموذج تأثير كبير على الخواص الكيميائية الأخرى. فعلى سبيل المثال ، ي يكون الشكل المؤكسد بالكامل FAD عرضة لهجوم النيوكليوفيلي، أما الشكل المختزل بالكامل ، FADH2 لديه قابلية عالية للاستقطاب ، في حين أن النصف مختزل يكون غير مستقر في المحلول المائي. كما أن FAD عبارة عن نظام حلقات عطرية ، بينما FADH2 ليس كذلك. هذا يعني أن FADH2 أعلى بكثير من حيث الطاقة.

يلعب FAD دورًا رئيسا كعامل مساعد إنزيمي مع أحادي نيوكليوتيد الفلافين ، وهو جزيء آخر ينشأ من الريبوفلافين.و يمكن أن تنتج البكتيريا والفطريات والنباتات الريبوفلافين ، لكن حقيقيات النوى الأخرى ، مثل البشر فقدت القدرة على صنعها. لذلك ، يجب أن يحصل البشر على الريبوفلافين ، المعروف أيضًا باسم فيتامين B2 ، من المصادر الغذائية. و يتم هضم الريبوفلافين عمومًا في الأمعاء الدقيقة و من ثم يتم نقله إلى الخلايا عن طريق البروتينات الحاملة. يضيف ريبوفلافين الكيناز مجموعة فوسفات إلى الريبوفلافين لإنتاج أحادي نيوكليوتيد الفلافين ، و من ثم يقوم FAD (مُخَلِّقَة؛سينثيتاز) بإرفاق نيوكليوتيد الأدينين و لكن كلتا الخطوتين تتطلبان ATP . فالبكتيريا تحتوي عمومًا على إنزيم واحد ثنائي الوظيفة ، ولكن عادةً ما تستخدم الكائنات القديمة و حقيقيات النوى اثنين من الإنزيمات المتميزة.

مقالات قد تفيدك :

عن Akram Amir El Ali

استاذ الكيمياء التحليلية ومصمم غرافيك

شاهد أيضاً

مبلمرات غير متجانسة Heteropolymer

و هو مبلمر ينتج عن اتحاد مونوميرين مختلفين أو أكثر في نفس سلسلة المبلمر . …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

هذا الموقع يستخدم Akismet للحدّ من التعليقات المزعجة والغير مرغوبة. تعرّف على كيفية معالجة بيانات تعليقك.