| Flavin-adenin-dinukleotid | |
 | |
| Kemisk formel | C27H33N9O15P2 |
|---|---|
| Molmassa | 785.56 g/mol |
| Utseende | Vit, glasartade kristaller |
| CAS-nummer | 146-14-5 |
| SI-enheter &STP används om ej annat angivits | |
Inombiokemi ärFAD (flavin-adenin-dinukleotid) enprostetisk grupp som i likhet medNAD+ fungerar somvätebärare icitronsyracykeln. FAD tar upp tvåväteatomer och bildarFADH2. Väteatomerna kan sedan avges för att bygga upp energibärarenATP eller i processer där något ämne skareduceras med väte.
Flavoproteiner upptäcktes 1879 genom att man separerade beståndsdelarna i mjölken från en ko. Man såg att flavovoproteinerna hade ett gult pigment men det tog vetenskapsmännen 50 år innan de lyckades göra några framsteg i att identifiera vilka molekyler som gav upphov till den gula färgen.[1] 1930 lanserade forskare inomkoenzymforskningen flera artiklar om bland annatflavinstrukturer och dess roll iredoxreaktioner. Två tyska forskare,Warburg och Christian, upptäckte 1932 ett gultprotein som krävdes för cellandningen. KolleganHugo Theorell lyckades separera det gula proteinet i apoenzym och ett gult pigment, samt visade att varken enzymet eller pigmentet på egen hand kunde oxideraNADH, utan att blanda dem med varandra skulle återställa aktiviteten. Theorell bekräftade att ämnet måste vara flavinmononukleotid (FMN) 1937, det var det första beviset på enzymkofaktorer.[2] Warburg arbetade med att koppla samman nikotinamid med hydridövergångar, upptäckten av flaviner öppnade dörrar för många forskare under 1940- och 1950-talet för att upptäcka komponenter i redox biokemi och hur de hänger samman i reaktioner somcitronsyracykeln ochATP-syntes.
FAD består av två huvudgrupper: en adenosinmonofosfat och enFMN (flavinmononukleotid) som länkas tillsammans vid fosfatgrupperna. Adenin är bundet till den ringformade ribosmolekylen vid kolatom nummer ett, medan fosfatet är bundet till den femte kolatomen.[3]
FAD kan reduceras till FADH2 genom att två H+ och två e- adderas. På motsatt vis kan FADH2 oxideras och bilda FAD då två H+ och två e- tas bort.[4] Beroende på oxidationsstadiet kan FAD anta ett antal olika färger i vattenlösning, vid fullt oxiderad form är FAD gul, vid halvt reducerad form är FAD blå eller röd beroende påpH, helt reducerad är den färglös.[5] Ändring av molekylens form har en stor betydelse för andra kemiska egenskaper.[6] FAD har enaromatisk ringstruktur till skillnad från FADH2. Det innebär att FADH2 har märknadsvärt högre energi, utan det stabiliserande stöd som den aromatiska strukturen erbjuder. FADH2 är enenergibärare, då den vid oxidation återfår den aromatiska strukturen och frigör den energi som krävdes för stabilisationen.
I olika biologiska system kan FAD fungera som en mottagare av H+ och e- i sitt fullt oxiderade tillstånd, en mottagare eller givare i FADH tillståndet, samt en givare i sitt reducerade FADH2 tillstånd. Bilden nedan sammanfattar de olika ändringarna som kan inträffa.
Förutom de övergångarna som visas i bilden, kan även andra former av FAD bildas. De reaktionerna innehåller transport av elektroner och upplösning av kemiska bindningar.
FAD spelar en viktig roll som enkofaktor tillsammans medFMN, en annanmolekyl som kommer frånriboflavin.[4] Bakterier,svampar och växter kan producera riboflavin, medan andraeukaryoter som människan har förlorat den förmågan.[7] Därför måste vi få i ossriboflavin, mer känt som vitamin B2, via kosten.[8] Riboflavin absorberas i tunntarmen och transporteras sedan till celler med hjälp av bärarmolekyler. Riboflavin kinas upptar enfosfatgrupp till riboflavin för att bilda flavinmononukleotid, sedan fäster FAD-syntas en adeninnukleotid; de båda stegen kräverATP.
Flavoproteinet använder den unika och mångsidiga strukturen hosflavin somkatalysator i svåra redoxreaktioner. Eftersom flavin har flera redoxtillstånd, kan de ingå i processer som överför en eller två elektroner, vätekärnor elleroxoniumjoner. De stora möjligheterna till jonisering och omstrukturering av flavinet kan överges till isoalloxazinets ringstruktur samt förmågan att snabbt rubba de kinetiska parametrarna hos flavin vid bindning, inkluderatFAD.[9]
Antalet proteiner som kräver flavin iarvsmassans kodade gener kan variera mellan 0,1 % och 3,5 %, med människor som har 90 flavoprotein kodade gener. FAD är den mest komplexa formen av flavin och tros binda till 75 % av alla flavoprotein och 84 % av alla flavoprotein som kodar människans gener.[10]
