المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية
آخر المواضيع المضافة

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11730 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية



المرافقات الإنزيمية FMN FAD  
  
126   09:15 صباحاً   التاريخ: 2025-03-20
المؤلف : أ.د. جاسم محمد جندل
الكتاب أو المصدر : كيمياء الانزيمات
الجزء والصفحة : ص91-96
القسم : علم الكيمياء / الكيمياء الحياتية / الانزيمات /

يتحول فيتامين الرايبوفلافين B2 في الجسم إلى شكلين فعالين هما فلافين أحادى نيوكلوتيد flavin mononucleotide الذي مختصرة هو FMN والفلافين أدنين ثنائي نيو كلوتيـــد flavin adenine dinucleotide الذي مختصره هو FAD (الشكل-9) وتساهم المرافقات الإنزيمية الفلافينية مع عدد من الإنزيمات التي تقوم بنقل الإلكترونات وتكوين ATP وأكسدة الأحماض الدهنية وتخليق البير هيدينات والفسفرة التأكسدية والعديد من تفاعلات الأكسدة والاختزال ومن الصعب جدا تحديد كل أنواع الإنزيمات التي تساهم فيها FMN و FAD الذي تتقبل أيون هيدريد من NADH مع بروتون من البيئة أو زوج من ذرات الهيدروجين من أنواع مختلفة من المركبات العضوية الوسطية لعمليات الهدم والبناء مثل الأحماض الأمينية وثايو استرات الأحماض الدهنية البريمدينات والالديهايدات والأحماض الهيدروكسيلية وحامض السكسنيك.

الشكل (9) الفلافين احادي النيو كلوتيد FMN والفلافين ادينين ثنائي النيوكلوتيد FAD عدة أنواع من تلك التفاعلات تتضمن إزالة ذرتين من الهيدروجين من ذرتي كربون متجاورة لتكوين اصرة مزدوجة في العديد من الأحياء المجهرية وهناك نوعين من dehydrogenases وكلاهما بروتينات فلافينية الذي تساهم في تفاعلات نزع مجموعة الأمين التاكسدية إلا أنها تعتبر جزء من الأحماض الأمينية للعمليات الهدمية أحدهما متخصص للأحماض الأمينية من النوع اليساري L-amino acids يسمى L-amino .acid oxidase

L-R-CH(NH2) COOH +H2O+E-FMN

                      ↓

RCOCOOH +NH3+E-FMNH2

هذا الإنزيم يحتوي FMN كمجموعه رابطة وهو يوجد في الشبكة الاندوبلازمية في الكبد وهو ذو فعالية ضعيفة ولا يلعب دوراً مهماً في نزع مجموعة الأمين من الأحماض الأمينية في معظم الحيوانات ماعدا اللايسين ويعمل D-amino acid oxidase على تحفز التفاعل التالي:

D-RCH(NH2) COOH +H2+E-FAD

                    ↓

RCOCOOH+ NH3 + E-FADH2

يحتوي D-amino acid oxidase على FAD كمجموعة رابطة الذي يقع في في الخلايا الكبدية حيث تقوم بأكسدة الأحماض الأمينية اليمينية المشتقة من الجدران الخلوية للبكتريا ، النيوكليوتيدات الفلافينية المختزلة للإنزيمات ها القدرة أن تتفاعل مع الأوكسجين الجزيئي لتكوين بيروكسيد الهيدروجين.

E-FMNH2 + 02→FMN+H2O2

E-FADH2+ O2→ FAD + H2O2

ويتم تحلل البيروكسيد إلى ماء وأوكسجين بواسطة Catalase.

H2O2→ H2O +1⁄2O2

يساعد D-amino acid oxidase على أكسدة الحامض الأميني اللايسين الى الحامض الكيتوني من نوع ألفا المقابل وهذه الإنزيمات تنزع مجموعة الأمين بشكل امونيا بعد نزع الهيدروجين من الحامض الأميني بواسطة الإنزيمات الفلا وبروتينية المسماة amino acid oxidases الذي عندما تنزع هيدروجين من الحامض الأميني لتكوين حامض الميني والذي يؤدي ذلك الى اختزال المجموعة الرابطة للإنزيم الذي FAD FMN وعندما يتفاعل الحامض الاميني مع الماء تلقائيا يكون حامض كيتوني من نوع ألفا وأمونيا بينما الفلافين المختزل تعاد أكسدته مع الأوكسجين جزيئي لانتاج بيروكسيد الهيدروجين وهذه العملية تحدث في المايتوكوندريا والميكروسومات الذي يحمل FAD كمجموعة رابطة ويحصل تكوين S-CoA- acyl بوجود acyl-Co synthetase وهناك ثلاث أنواع من إنزيمات synthetases في الخلايا جميعها ملك FAD كمجموعة رابطة، الأول متخصص لذرات كربون من 4 إلى 6 من acyl-CoA والثاني من 6 إلى 14 والثالث من 6 إلى 18 ذرة كربون لا يتأكسد FADH2 مباشرة بواسطة الأوكسجين بل يتأكسد ، Dihydroorotic acid dehydrogenase يحفز تكوين حامض الاوروتيك عند تخليق البايرميدين بواسطة نزع ذرتي هيدروجين من ذرتي كربون متجاورتين لتكوين اصرة مزدوجة بين ذرتي الكربون، حيث تعاد أكسدة الشكل المختزل للفلافين بواسطة dehydrogenase الذي يعتمد على. NAD+ Succinic dehydrogenase الذي يحتوي FAD كمجموعة رابطة يحفز نزع ذرتي هيدروجين من ذرتي كربون متجاورتين من حامض السكسنيك لتكوين حامض الفيوماريك، القابل الوسطي (العامل المؤكسد) للإلكترونات هو FAD المرتبط مع الإنزيم تلقائيا وبعض المرافقات الفلافينية مثل mono oxygenases ها القدرة أن ترتبط مع الأوكسجين الجزيئي بطريقة بحيث يتم اختزال الأوكسجين الجزيئي إلى ماء بدلا من بيركسيد الهيدروجين، حيث تمنح ذرة الأوكسجين للمادة الأساس مما تضيف ها مجموعة هيدروكسيل بينما ذرة الأوكسجين الأخرى تحرر ماء.

RH + O2 + FADH2→ ROH + H2O + FAD

تحدث أكسدة الأحماض الدهنية في داخل المايتوكوندريا حيث يحصل نزع ذرتي هيدروجين من ذرات الكربون ألفا وبيتا أي الثانية والثالثة من fatty acyl-CoA بعد تنشيط الحامض الدهني بوجود fatty acid acyl dehydrogenase كأنزيم متخصص لمدى معين من أطوال الأحماض الدهنية ويرتبط بالإنزيم FAD بقوة مكونا مجموعة رابطة معه الذي يتم اختزالها الشكل المختزل من الإنزيم لا يتفاعل مع الأوكسجين بشكل مباشر الذي يمنح إلكتروناته إلى السلسلة التنفسية عن طريق بروتين فلأفيني ناقل للإلكترون مما يختزل بعض حاملات الإلكترونات في السلسلة التنفسية.

في الخطوة الثالثة من نزع مجموعة الكربوكسيل التاكسدية للبايروفيت إلى خلات نشطة يتم نقل مجموعة الخلات إنزيميا من مجموعة lipoyl في dihydrolipoyl transacetylase إلى مجموعة الثايول في المرافق الإنزيمي A لتكوين الخلات النشطة مما تترك الإنزيم بشكل حر ، مجموعة الثايول الحرة للإنزيم تعاد أكسدتها إلى ثنائي الكبريتيد بواسطة الإنزيم الثالث (dihydrolipoyl dehydrogenase (E2-FAD الذي فيه مجموعة FAD مختزلة الذي تحمل لقابل الهيدروجين، حيث يصبح FADH2 مرتبط مع الإنزيم E3-FADH2 في الخطوة الأخيرة تعاد أكسدة FADH2 إلى FAD بواسطة NAD وكل خطوة تتضمن إضافة إلكترون منفرد إذا حصل إضافة إلكترون واحد مع بروتونه في نفس الوقت يتكون مركب شبه فعال هو شبيه الكوينون semiquinoneويلك semiquinone تركيب ذو إلكترون غير مزدوج الذي يشارك مع إلكترونات غير مزدوجة غالبا ما يكون في المعادن xanthine dehydrogenase يحتوي FAD كمجموعة رابطة وظيفته يعمل كإنزيم dehydrogenase في الكبد ويتم تكوين حامض الاوروتيك من أكسدة dihydroorotic acid بواسطة dihydroorotic dehydrogenase الذي يحمل FMN, FAD في مجموعته الرابطة aerobic dehydrogenases أو ما تعرف بالأكسدة الذاتية الذي تملك FMN أو FAD في مجموعته الرابطة بقوه، حيث يكون المرافق الإنزيمي جزء من الإنزيم حيث يختزل بواسطة استلام الإلكترونات والبروتونات من المادة الأساس مما يسبب مكافئات الاختزال إلى الأوكسجين الجزيئي لتكوين بيروكسيد الهيدروجين كناتج للتفاعل، FADH2 المتكونة خلال انحلال السكر وأكسدة الأحماض الدهنية ودورة حامض الستريك هي جزيئه ذات طاقة عالية لأنها تمتلك زوج من الإلكترونات الذي يملك جهد نقل عالي، فعند انتقال الإلكترونات إلى جريئة أوكسجين فأنها تؤدي إلى تحرير كمية كبيرة من الطاقة، وخلال عملية الفسفرة التأكسدية يحصل تكوين ATP نتيجة نقل الإلكترونات من FADH2 إلى الأوكسجين الجزيئي بواسطة سلسلة من ناقلات الإلكترون والفسفرة التأكسدية تحدث بواسطة أنظمة تنفسية تقع في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا ويتم تجهيز معظم FADH2 من دورة حامض الستريك وأكسدة الأحماض الدهنية وعند أكسدة FADH2 تنتج جزيئتين من ATP ويتم نقل الإلكترونات خلال السلسلة التنفسية بواسطة حاملات أو ناقلات الإلكترون خطوة خطوة من FADH2 إلى الأوكسجين مما يؤدي ذلك إلى إبعاد البروتونات خارج المايتوكوندريا، ففي الفسفرة التاكسدية يتم تحويل جهد نقل الإلكترون في FADH2 إلى جهد نقل الفوسفيت في ATP يلاحظ مما سبق أن بعض الإنزيمات الفلافينية الحاوية FMN كمجموعة رابطة هي NADH-dehydrogenase في القلب و L-amino acid oxidase في الكلى و NADPH-Cyt C reductase في الخمائر بينما الإنزيمات التي تملك FAD كمجموعة رابطة هي succinic dehydrogenase في القلب و choline dehydrogenase في الكبد و D-amino acid oxidase في الكلى والكبد و acyl Co dehydrogenase في الكبد والقلب و glucose oxidase في الفطريات، بعض الإنزيمات الحاوية على FMN, FAD في مجموعتها الرابطة هي sulfate reductase تلك المرافقات الإنزيية ترتبط مع apoenzyme بواسطة اصرة تساهمية وهي تعمل مع الإنزيمات على أكسدة المواد الأساس بواسطة تحفيز نزع مجموعة الهيدروجين من المادة الأساس خلال نشاطها التحفيزي ، فإن وظيفة المرافقات الإنزيمية كقابله للهيدروجين من المادة الأساس أو كواهبة هيدروجين إلى المادة الأساس.




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .