Presentaci

1
FLAVODOXIN-LIKE DOMAIN
Carole Bernard Lorena Gómez Carolina
Nuñez Lourdes Sanchez-Cid
2
INTRODUCCIÓN

• Flavodoxin-like domain
• Descubierto en 1960 en cianobacterias y
  Clostridium. Presente en proteínas de organismos
  desde procariotas a eucariotas superiores.
• Las proteínas flavodoxinas (compuesta únicamente
  por el dominio flavodoxina) solo se encuentran en
  organismos unicelulares (son proteínas altamente
  ácidas) sin embargo el dominio flavodoxina se
  encuentra en proteínas multidominio de eucariotas
  superiores.

3

• Ninguna flavodoxina ha sido encontrada en
  eucariotas superiores, pero la habilidad del
  producto del gen flavodoxina para unir FMN y
  participar en reacciones de transferencia de
  electrones parece que ha sido muy útil para
  organismos superiores que, a través de eventos de
  fusión génica, lo han incorporado en proteínas
  multidominio como la reductasa P450, y la sulfito
  reductasa, donde la secuencia original
  flavodoxina y el plegamiento pueden ser trazados
  claramente.

• Función unión de flavinas (FMN, FAD) con
  actividad oxidorreductasa implicadas en el
  transporte de electrones. (ej reacciones de
  fotosíntesis, detoxificación de xenobióticos...)
• Esenciales para la supervivencia de algunos
  patógenos humanos ? buenas dianas terapéuticas?

4
ROSSMAN-FOLD

• Motivo estructural de proteínas de unión a
  mono/dinucleótidos NAD, FAD, FMN.
• Lámina ? compuesta de 5 cadenas ? paralelas
  (core central) envuelta por ambos lados por
  hélices alfa. Las hélices conservadas son 4 2 a
  cada lado y de larga longitud. Pueden haber otras
  hélices accesorias.
• Estructura en 3 capas ? / ? / ?.

5
(No Transcript)
6

• El centro activo de las flavodoxinas se encuentra
  según el diagrama de la topología en el
  topological switch point que es donde se une al
  FMN de cara a su actividad redox

Punto topológico de cambio de orientación
7
FMN Mononucleótido de Flavina
8
FAD Dinucleótido de Flavina Adenina
Adenina
Cadena ribitil
Anillo de isoaloxacine
9
Comparación de proteínas con plegamiento
flavodoxin-likede diferentes SUPERFAMILIAS
10

• Superfamilias / Familia / Proteína /Especie
• Flavoproteins / Flavodoxin-related / Flavoprotein
  / Anabaena
• SGNH hydrolase / Esterase / Esterase /
  Streptomyces scabies
• Succinyl-CoA synthetase domains / Succinyl-CoA
  synthetase domains / Succinyl-CoA synthetase,
  alpha-chain, C-terminal domain / Escherichia coli
• Che Y-like / Che Y-related / Che Y-protein /
  Thermotoga maritima
• Toll/Interleukin receptor TIR domain /
  Toll/Interleukin receptor TIR domain / Toll-like
  receptor 1, TLR1 / Homo sapiens

11
(No Transcript)
12
(No Transcript)
13
(No Transcript)
14
CONCLUSIONES DEL ALINEAMIENTO DE SECUENCIA Y
ESTRUCTURAL DE PROTEINAS DE SUPERFAMILIAS
DIFERENTES NO SE PARECEN EN SECUENCIA LOW SCORE
RMS ALTO NO SE PARECEN EN ESTRUCTURA (STAMP) ?
ES LO ESPERADO YA QUE LAS PROTEINAS DE
SUPERFAMILIAS DIFERENTES COMPARTEN EL TIPO DE
PLEGAMIENTO PERO NO SUELEN TENER SIMILARIDAD DE
SECUENCIA ENTRE SÍ. ESTAS PROTEÍNAS TAMPOCO
COMPARTEN FUNCIÓN Y ALGUNAS NO TIENEN DOMINIO DE
UNIÓN PARA EL FMN.
15
Comparación de proteínas con dominio
flavodoxina de diferentes FAMILIAS
16
Familia / Proteína /Especie

• Flavodoxin-related / Flavodoxin / Escherichia
  coli
• NADPH-cytochrome p450 reductase FAD-binding
  domain-like /NADPH-cytochrome p450 reductase /
  Rattus norvegicus
• Quinone reductase / NAD(P)Hquinone reductase /
  Homo sapiens
• Flavoprotein NrdI / Flavoprotein NrdI / Bacillus
  subtilis

17
(No Transcript)
18
(No Transcript)
19
(No Transcript)
20

• CONCLUSIONES DEL ALINEAMIENTO DE SECUENCIA Y
  ESTRUCTURAL DE PROTEINAS DE FAMILIAS DIFERENTES
• SE PARECEN POCO EN SECUENCIA (clustalw)
• RMS MEDIO
• RMS /- 3.14 A
• DIFIEREN EN ESTRUCTURA PERO TIENEN UNA
  SUPERPOSICIÓN ACEPTABLE
• ES LO ESPERADO YA QUE LAS PROTEINAS DE FAMILIAS
  DIFERENTES NO SUELEN TENER UNA GRAN SIMILARIDAD
  DE SECUENCIA ENTRE SÍ, PERO COMPARTEN MÁS
  SIMILARIDAD DE ESTRUCTURA.
• FUNCIÓN DIFERENTE PERO TODAS TIENEN DOMINIO DE
  UNIÓN PARA EL FMN O EL FAD.

21

• Familia FLAVODOXINA RELATED
• Toda la proteina está formada por un único
  dominio (dominio flavodoxina)
• Proteinas de esta familia son perteneceintes a
  organismos simples unicelulares eucariotas y
  procariotas
• Función intervienen en procesos biológicos de
  transferencia de electrones
• Cofactor (FMN) unen FMN con actividad oxido
  reductasa, funciona como grupo redox
• Actúan como mediadores redox en el metabolismo
• Intercambibles en su mayoría por ferrodoxinas

22

• ? Especialmente importantes en la activación de
  sistemas enzimáticos donde se requieren donadores
  de electrones
• (reacciones flavodoxinas dependientes)
• ? Proteinas de transferencia de electrones
• FMN coenzima del grupo prostético de varias
  flavoproteinas oxido-recutasas.

23
(No Transcript)
24
Familia de Cytochrome p450 reductase N-terminal
domain-like
Proteínas multidominio (unión a
FAD,FMN,NADH)

• 1)      NADPH-cytochrome p450 reductase,
  N-terminal domain-like (homo sapiens)
• Función proteína donadora de electrones para
  varias enzimas oxigenasas como el citocromo P450,
  enzimas involucradas en el metabolismo de muchos
  fármacos y en la síntesis de hormonas
  esteroideas. 
• 2)     Nitric oxide (NO) synthase FMN domain
  (rattus norvegicus)
• Función formación de NO por oxidación de la
  L-arginina para la señalización y defensa
  celular. (transfiere electrones)

25
(No Transcript)
26
(No Transcript)
27
Superposición del dominio flavodoxina
28
(No Transcript)
29
(No Transcript)
30
(No Transcript)
31
(No Transcript)
32
Interacción entre dominio de unión a FMN y FAD
por puente salino.
Glu816
Arg1229
33
Connecting-domain
34
Flexible hinge (bisagra)
Residuos no cristalizados
35
Beta-finger
(Beta-Hairpin)
36
FAD
3,38 A
FMN
37
(No Transcript)
38
En esta posición el FMN esta completamente
sepultado en la interfase de los dominios
impidiendo el flujo de electrones del FMN al
aceptor de electrones. El flexible hinge sirve
de pivot y le confiere movilidad conformacional
al dominio de unión de FMN. Esta flexibilidad
rotacional tiene importantes implicaciones
funcionales ya que es la clave del mecanismo de
transferencia de electrones .
39
Familia Quinone reductasa

• Protein domains
• NAD(P)H quinone reductase (QR1)
• Quinone reductase type 2 (menandione reductase)
  (QR2)

40
QR1 vs. QR2

• Enzimas citosólicas
• Expresión en corazón, músculo esquelético, hígado
  y riñon
• Función reducción de compuestos quinólicos para
  protección celular. Mediante una reducción de 2e-
• QR1 sobreexpresión en tumores ? nuevos
  quimioterápicos
• Donador e- en QR1 NADH o NADPH
• Donador e- en QR2 derivdados nicotinamida no P

41
QR2
QR1
42
Dominio flavodoxina
QR2
QR1
43
Alineamiento secuencias (48,18 identidad)
44
(No Transcript)
45
Sc 7.66 RMS0.76
46
Tyr126 y 128 Vs. Phe126 y Ile128
47
INTERACCIONES CON FAD
48
QR1 Gln
49
(No Transcript)
50
(No Transcript)
51
(No Transcript)
52
H?
2.47A
53
(No Transcript)
54
(No Transcript)
55
(No Transcript)
56
SITIO ACTIVO
57
Cambios conformacionales durante la catálisis
(QR1)
58
Mecanismo de reducción quinones (QR1)
His161
Tyr155
NAD(P)H
H
H
Quinona
H
NAD(P)
FAD
FADH2
59

• Histidina 161 muy importante

Sin embargo, no esta conservada en
QR2 His161(aromático) ? Asn161(no aromático)
60
Mecanismo de reduccion de quinonas (QR2)
61
(No Transcript)
62
Clasificación

• Clase Alfa y beta (a/b)
• Dominio Flavodoxina existen 15
  superfamilias
• Superfamilia Flavoproteínas
• 
  Flavodoxin-related
• 
  Cytocromo P450 reductasa
• Quinona reductasa
• 
  NADPH-reductasa FMN dep.
• 
  Flavoproteina NrdI

Familias
63

• ANÁLISIS DE
• - Las regiones, residuos y tipo de
  interacciones que intervienen en la
  estabilización del FMN en las proteinas de
  diferentes familias (del dominio flavodoxina)
• - si existe o no conservación en estas
  interacciones en las proteinas de cada familia y
  entre familias
• - Conservación de secuencia (dentro de cada
  familia)
• - Conservación de estructura (dentro de cada
  familia)
• -Encontrar diferiencias entre familias

64
Familia 1) Flavodoxin related

• Hemos cogido cuatro proteínas flavodoxinas
  de diferentes especies
• -1ahn E. Coli
• -2fcr Chondrus crispus
• -1fx1 Desulfobrivio vulgaris
• -1czn Anacistys nidulans
• Toda la proteina es el dominio flavodoxina
  pertenecen a organismos simples unicelulares
  eucariotas y procariotas

65
EJEMPLO FLAVODOXINA E. Coli
E.Coli
66
Metilos en contacto con el solvente asomando
67

• Interacciones que intervienen en la
  estabilización del FMN en la especie E. Coli

68
FLAVODOXINA E.Coli
Asp11
Thr12
Ser10
Gly13
Thr15
Asn14
Loop1 aa polares que hacen puentes de hidrógeno
con los O del grupo fostato
OH del r O 1,2,3 del grupo P NH
(esqueleto o del r)
PH
69
2,69 A
180º
Trp57
Tyr58
Thr56
169º 3,71A
Tyr59
Loop 2 - int. hidrofóbicas - Thr puente de
hidrógeno con la cadena ribitil
FLAVODOXINA E.Coli
70
Tyr97
Tyr94
o
Loop 3 - int. hidrofóbicas
- tyr 94 y tyr 97
FLAVODOXINA E.Coli
71
Sandwich - 2 trp y tyr en situación paralela
estabilizan el anillo isoaloxacina mediante
interacciones hidrofóbicas
FLAVODOXINA E.Coli
Tyr94
Trp57
72
CONSERVACIÓN DE ESTAS INTERACCIONES EN EL RESTO
DE PROTEINAS DE LA MISMA FAMILIA?
73
LOOP 1
LOOP 2
ß
a
LOOP 3
FAMILIA FLAVODOXINA-RELATED
74

• 1ahn S D T G
  N T
• 2cfr T S T
  G N T
  1fx1 S T
  T G N T
• 1czn T Q T G
  V T

LOOP 1
1ahn T W Y
Y 2cfr T W
N T 1fx1 T W G
D 1czn T W N V
1ahn Y A E Y F
2cfr Y P D N F
1fx1 _ Y E Y F
1czn Y S D N F
LOOP 2
LOOP 3
SANDWICH ? dos aa hidrofóbicos paralelos
estabilizan el anillo isaloxacina mediante
interacciones hidrofóbicas. (TIROSIONA Y
TRIPTÓFANO) 1ahn Y W
1fx1 W Y 2cfr
Y W 1czn W
Y
75

• ? ALTA CONSERVACIÓN EN LAS REGIONES DE UNIÓN
  A FMN EN LAS 4 PROTEINAS DE MI FAMILIA
• ? CONSERVACIÓN DE LOS TRES LOOPS.
• - AMINOÁCIDOS SON IDENTICOS
• - OTROS VARIAN PERO SON DEL
  MISMO TIPO Y INTERACCIÓN
• ? LOOP 1 (REGIÓN DE UNIÓN A PO3) ES LA MÁS
  INVARIABLE Y CONSERVADA DE TODAS DENTRO DE LAS
  FLAVODOXINAS. LAS INTERACCIONES CON EL ANILLO
  TIENEN MÁS VARIABILIDAD.

76

• CONSERVACIÓN DE LA SECUENCIA?

77
CLUSTALW BASADO EN SECUENCIA
Porcentaje de identidad de secuencia -menor
(29,27) 2fcr y 1akw -mayor (45,51) 1ahn y 1czna
Media ? 37,94
78

• CONSERVACIÓN DE LA ESTRUCTURA?
• SUPERPOSICIÓN

79
RMS ? 1,30 SCORE ? 7,88
80
ESTRUCTURA SE CONSERVA MÁS QUE LA SECUENCIA
81
Familia 2) Citocromo 450 reductasa N-terminal
domain like

• Hemos cogido dos proteinas
• ? 1b1c humano (solo cristalizado el dominio
  flavodoxina)
• ? 1tll rata (multidominios)

82
Ejemplo FMN-BINDING DOMAIN OF HUMAN CYTOCHROME
P450 REDUCTASE
83
(No Transcript)
84

• Interacciones que intervienen en la
  estabilización del FMN

85
(No Transcript)
86
Loop1 aa polares que hacen puentes de hidrógeno
con los O del grupo fostato
87
Loop1 aa polares que hacen puentes de hidrógeno
con los O del grupo fostato
88
Ser 26
2,5 A 107º
89
Gln27
157º
2,68 A
90
Thr 28
123º
2,8A
2,5A
91
Loop 3 aa polares hacen puentes de hidrógeno con
el grupo isoaloxacina
Asn 122
Asn 115
His 120
FMN
Gly 81
92
FMN
115º
3,80A
3,04 A
150º
Gly81
93
FMN
130º
2,96A
3,18 A
115º
Asn115
94
FMN
2,87A
129º
His120
95
Asn122
2,9A
134º
FMN
96
Tyr80
Tyr118
Sandwich 2 aa hidrofóbicos estabilizan el anillo
isoaloxacina (interacciones hidrofóbicas)
paralelos al anillo
97
(No Transcript)
98
(No Transcript)
99
Oxigeno 3
Oxigeno 4
Asp148
100
Oxigeno 3
Oxigeno 4
Asp 147 y 149
Asp148
101
CONSERVACIÓN DE ESTAS INTERACCIONES EN EL RESTO
DE PROTEINAS DE LA MISMA FAMILIA? Y ENTRE ESTA
FAMILIA Y LA ANTERIOR?
102
LOOP 1
LOOP 2
LOOP 3
103

• TRES LOOPS
• Loop 1? aa polares que hacen puentes de
  hidrógeno con el grupo fosfato. Conservación
  entre proteinas de esta familia y con la familia
  1) flavodoxina-related
• 1ahn S D T G
  N T
• 2cfr T S T
  G N T
  1fx1 S T
  T G N T
• 1czn T Q T G
  V T
• 1b1c S Q T G
  T A
• 1tll T E T
  G K S

Conservación dentro y entre las dos familias
Familia 1
Familia 2
PUENTES DE HIDRÓGENO CON EL GRUPO FOSFATO (PO3)
104

• Loop 2) treonina que interacciona haciendo
  puente de hidrógeno con la cadena ribitil y aa
  hidrofóbico que forman parte del sandwich
• 1ahn T W Y Y
  
• 2cfr T W N T
• 1fx1 T W G D
• 1czn T W N V
• 1b1c T Y
• 1tll T F

Sandwich
Conservación dentro y entre las dos familias
T hace puente de hidrógeno con O de la cadena
ribitil
105

• Loop 3) aa hidrofóbico que forma el sandwich
  y aa polares que interaccionan con el anillo
  isoaloxacina mediante puente de hidrógeno
• 1ahn Y A E Y F
• 2cfr Y P D N F
• 1fx1 _ Y E Y F
• 1czn Y S D N F
• 1b1c N K T Y E H F N
• 1tll S R A Y P H F C
  

Aa hidrofóbico que forma parte del sandwich
PH con el anillo isoaloxacina
PH con el anillo isoaloxacina
106

• DIFERENCIAS ENTRE FAMILIA 1 Y 2

AA BASICOS ()
AA ACIDOS (-)
107
FUERTE MOMENTO DIPOLAR
BASICOS
BASICOS gt15 A
ACIDOS -
108
Distribución de cargas mixtas
Cluster 2 (Aspárticos)
Cluster 1 (Glu Asp)
Cluster3 (Glu Asp)
109
(No Transcript)
110

• CONSERVACIÓN DE LA SECUENCIA?

111
CLUSTALW BASADO EN SECUENCIA
Porcentaje de identidad de secuencia ? 35,71
-
112

• CONSERVACIÓN DE LA ESTRUCTURA?
• SUPERPOSICIÓN

113
RMS 1,03 SCORE 7,02
114
Familia 3) Quinona reductasa
Hemos cogido dos proteinas Un único dominio de
unión a FAD ? 1QR2 humano ? 1D4A
humano
115
EJEMPLO
EJEMPLO ? QUINONA REDUCTASA HUMANA TIPO 2
116

• Interacciones que intervienen en la
  estabilización del FAD (solo FMN)

117
Loop 1 y cadena alfa ? aa polares hacen puente de
hidrógeno con el grupo fosfato
118
Loop 2) aa hidrofóbicos hacen puente de
hidrógeno con el anillo isoaloxacina (cadena
principal)
119
Loop 2) aa hidrofóbicos hacen puente de
hidrógeno con el anillo isoaloxacina (cadena
principal)
120
Loop 3) aa hacen puentes de hidrógeno con el
anillo isoaloxacina
121
Loop 3) thr hace puente de hidrógeno con la
cadena ribitil
H?
2.47A
122
Loop 4) tyr hace puente de hidrógeno con O del
anillo isoaloxacina
123
CONSERVACIÓN DE ESTAS INTERACCIONES EN EL RESTO
DE PROTEINAS DE LA MISMA FAMILIA? Y ENTRE ESTA
FAMILIA Y LAS DOS ANTERIORES?
124
Loop 1
alfa
Loop 2
Loop 3
Loop 4
125
(No Transcript)
126

• CONSERVACIÓN DE LA SECUENCIA?

127
CLUSTALW BASADO EN SECUENCIA
Porcentaje de identidad de secuencia ? 48,18
-
128

• CONSERVACIÓN DE LA ESTRUCTURA?
• SUPERPOSICIÓN

129
RMS ? 0,76 SCORE ? 7,66
130

• CONCLUSIONES
• ? Conservación a nivel de secuencia en las tres
  familias (identidad 35,71 - 48,18 )
• ? Conservación a nivel de estructura en las
  tres familias
• RMS ( 0,76 - 1,30)
• La estructura se conserva más que la
  secuencia diferentes tipo de aa
  dan mismo plegamiento

131

• Interacciones de unión a FMN
• -alta conseración dentro de cada
  familia
• -alta conservación entre familias
  flavodoxina-related y familia citocromo p450 (las
  dos unen FMN)
• - NO existe conservación en la
  familia quinona reductasa con las anteriores.
• Hipótesis ? unión a una flavina diferente FAD
• - la familia citocromo p450 presenta
  una conservación de residuos cargados ausente en
  las demás familias. Hipótesis ? importancia de
  estos residuos en la interacción entre dominios,
  (proteinas multidominios)

132
FLAVOPROTEÍNAS CON FMN OXIDADO Y REDUCIDO
133
ANILLO ISOALOXAZINA
134
TRP 90
MET 56
ANILLO ISOALOXAZINA
135
CADENA RIBITIL
136
3,24Å 150,14º
Asn 11
2,69 Å 135,7º
CADENA RIBITIL
137
GRUPO FOSFATO
138
(No Transcript)
139
STAMP
140
ÁNGULOS DIEDROS
141
ÁNGULOS DIEDROS
142
ÁNGULOS DIEDROS
143
ÁNGULOS DIEDROS
144
DIFERENCIAS EN LAS INTERACCIONES ENTRE FMN
OXIDADO Y REDUCIDO
145
CONFORMACIÓN TRANS-O-DOWN
FMN OXIDADO
146
CONFORMACIÓN TRANS-O-UP
147
(No Transcript)
148
125,5º
130,7º
149
(No Transcript)
150
(No Transcript)
151
FLAVOPROTEÍNA CON FMN VS SIN FMN
152
(No Transcript)
153
(No Transcript)
154
(No Transcript)
155
(No Transcript)
156
2 HIDROFÓBICOS FLANQUEAN 2 BÁSICOS Y ÉSTOS A 2
POLARES CENTRALES
CON/SIN LIGANDO
Alternan polares e hidrofóbicos
Todos polares
157
Relación estructura-función
El plegamiento del dominio permite la unión de
cofactores que son donadores y aceptores de
electrones. El FMN además de poder unirse, es
estabilizado por la gran cantidad de puentes de
hidrógeno y de interacciones hidrofóbicas que
puede establecer gracias a la repetitiva
presencia de anillos aromáticos. Éstos
proporcionan una deslocalización electrónica
eficaz, sin la cual no podrían transferir
electrones y ejercer así su función de
transportadores de éstos.
158
Bibliografía

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   Oxidation-Reduction Potencials in Flavodoin from
   Clostridium beijerinckii The Role of
   Conformation Changes.
2. Frazao, C., Silva G. Structure of a dioxygen
   reduction enzyme from Desulfovibrio gigas
3. Faig, M., Bianchet. M.A (1999) Structures of
   recombinant human and mouse NAD(P)H quinone
   oxidoreductases Species comparison and
   structural changes with substrate and release
   (1999)
4. Sevrioukova, I.F., Li, H., (1998) Structure of a
   cytochrome P450-redox partner electron-transfer
   complex
5. Ludwig, M L, Andersen, R.D. (1969) The Structure
   of a Clostridial Flavodoxin
6. Sibille, N., Blackledge, M., (2005) Solution
   Structure of the Sulfite Reductase
   Flavodoxin-like Domain from Escherichia coli
7. Hubbard, P.A., Shen, A.L., (2001)
   NADPH-Cytochrome P450 Oxidoreductase, structural
   basis for hybride nd electron transfer
8. Burnett, R.M., Darling, G.D., (1973) Structure of
   the Oxidized Form of Clostridial Flavodoxin at
   1.9A Resolution
9. Foster, C.E., Bianchet, M.A., (1999) Crystal
   Structure of Human Quinone Reductase Type 2, a
   Metalloflavoprotein,
10. Grandori, R.,Khalifah, P. (1997) Biochemical
    Characterization of WrbA, Founding Member of a
    New Family of Multimeric Flavodoxin-like Proteins.

159
PEM

• 1. Sobre les proteïnes flavodoxines, quines
  respostes son verdaderes?
• a) Les proteïnes flavodoxines no es troben en
  eucariotes superiors.
• b) El domini flavodoxina no es troba en
  organismes procariotes.
• c) Les dos anteriors.
• d) Uneixen mononucleòtids dadenina.
• e) Totes les anteriors.
• 2. Sobre el plegament de Rossman, quines
  respostes son certes?
• a) És un plegament format per 5 làmines ß
  paralleles (core central) envoltada pels dos
  costats dhèlix a.
• b) És un motiu estructural de proteïnes dunió a
  ATP, ADP i AMP.
• c) Les dos anteriors.
• d) Té una estructura de 3 capes a/ ß /a.
• e) Totes les anteriors.
• 3. Senyala la resposta verdadera sobre el FMN
• a) Té un dimetil benzè formant part del anell
  isoaloxacina.
• b) La cadena ribitil és un sucre que uneix
  lanell disoaloxacina i un grup fosfat.
• c) Els N3 i N10 no poden participar en la
  formació de ponts dhidrogen.
• d) El grup fosfat es troba a uns 8.5 Amstrongs de
  lanell disoaloxacina.
• e) Totes les anteriors.

160

• 4. Senyala les verdaderes
• a) Les proteïnes que comparteixen el plegament
  Flavodoxin-like presenten sempre un domini dunió
  a FMN.
• b) Les proteïnes que comparteixen el plegament
  Flavodoxin-like no tenen per què tenir la mateixa
  funció.
• c) Existeix una similaritat de seqüència
  acceptable entre les diferents superfamílies.
• d) Les proteïnes de famílies diferents sempre
  tenen un domini dunió a FMN o FAD i la mateixa
  funció.
• e) Totes les anteriors.
• 5. En la proteïna Nitric-oxide synthase reductase
  de la superfamília de les flavoproteïnes,
• a) Existeix un connecting domain amb regions
  específiques amb importants implicacions
  funcionals.
• b) El flexible hinge confereix mobilitat al
  domini dunió a FMN.
• c) Les dos anteriors son certes.
• d) Les regions específiques son el ß finger (que
  és un ß-propeller) i un flexible hinge.
• e) Totes les anteriors son certes.
• 6. En relació amb les proteïnes QR1 i QR2 de la
  família Quinone reductase,
• 1) QR1 i QR2 suneixen tant a FAD com a FMN.
• 2) QR1 presenta un domini C-terminal, no present
  en QR2, important per la unió a NAD(P)H/NADH.
• 3) QR1 i QR2 son heterodímers.
• 4) Lalineament de les seves seqüències presenta
  un 48.18 didentitat.
• 1, 2, 3

161

• 7. Lestabilització del FMN en el domini
  flavodoxina
• 1) Depèn dunes interaccions hidrofòbiques en
  sandwich entre dos arginines.
• 2) Dèpèn de múltiples interaccions amb molècules
  daigua del solvent, al que es troba exposat el
  FMN.
• 3) Depèn dinteraccions iòniques amb aminoàcids
  del loop 2.
• 4) Depèn dinteraccions de pont dhidrogen entre
  aminoàcids polars i els oxígens del grup fosfat.
• 1, 2, 3
• 1 i 3
• 2 i 4
• 4
• 1, 2, 3, 4
• 8. Sobre els canvis conformacionals que es
  produeixen quan el FMN està reduït i oxidat,
  assenyala la/les respostes
• certes
• 1) Quan el FMN està oxidat el pèptid Gly57/Asp58
  adopta una conformació trans-o-up donant lloc a
  un pont dhidrogen amb el N3 de lanell
  disoaloxacina..
• 2) Quan el FMN està reduït el pèptid Gly57/Asp58
  adopta una conformació trans-o-up donant lloc a
  un pont dhidrogen amb el N5 de lanell
  disoaloxacina.
• 3) Quan el FMN està oxidat el pèptid Gly57/Asp58
  adopta una conformació trans-o-down donant lloc a
  un pont dhidrogen amb el N10 de lanell
  disoaloxacina.
• 4) Quan el FMN està oxidat el pèptid Gly57/Asp58
  adopta una conformació trans-o-down.
• 1, 2, 3
• 1 i 3

162

• 9. Quina de les regions que intervenen en
  lestabilització del grup FMN de les proteïnes
  flavodoxines és el més
• invariable i conservat? Assenyala la resposta
  correcta.
• a) Regió dunió al grup fosfat. Loop daminoàcids
  polars que fan ponts dhidrogen amb els tres
  oxígens del grup fosfat del FMN.
• b) Regió dunió al anell isoaloxacina. Loop
  daminoàcids polars que fan ponts dhidrogen amb
  els oxígens i nitrògens del anell.
• c) Estructura en sandwich. Dos aminoàcids
  parallels al anell isoaloxacina lestabilitzen a
  través dinteraccions hidrofòbiques.
• d) Clusters daminoàcids carregats (bàsics i
  àcids) amb distribució asimètrica.
• e) Regió de tres aspàrtics consecutius que
  interaccionen iònicament amb els oxígens del grup
  fosfat.
• 10. En quina família dins de la superfamília
  flavoproteïna, existeix una conservació de
  clusters daminoàcids
• carregats amb distribució asimètrica que provoca
  que el domini sigui un fort dipol, i les
  interaccions
• electrostàtiques del qual son essencials per la
  unió daquestes proteïnes amb el seu substrat?
• 1) Flavodoxin-related
• 2) Flavoprotein NrdI.
• 3) Quinona reductase
• 4) Cytocromo P450 reductase
• 1, 2, 3
• 1 i 3
• 2 i 4

163
ASSAIG

• 1. Com es produeix el mecanisme de transferència
  delectrons en las proteïnes QR1 (NAD(P)H
• quinone reductase) i QR2 (quinone reductase
  type2), i quin tipus de cinètica segueixen?
• Resposta
• El mecanisme de transferència delectrons en
  aquestes proteïnes es produeix a través duna
  cinètica
• ping-pong.
• En QR1 arriba el NADH, cedeix un protó al FAD,
  quedant aquest semireduït, i després el NADH es
• desprèn de lenzim. Posteriorment, per
  estabilitzar-se, el FAD captura un protó de la
  tirosina 155, la
• qual compensa la seva càrrega negativa perquè la
  histidina 161 li cedeix un protó. En aquest
  moment el
• FAD es troba reduït per complet. Aleshores entra
  la quinona, i interacciona amb la histidina 161 a
• través dun pont dhidrogen. El FADH2 li cedeix
  un protó a la quinona reduint-la, però necessita
  un
• segon protó per reduïr-se completament, i aquest
  se li cedeix la histidina 161, amb la que estava
  fent un
• pont dhidrogen. Finalment, la quinona ja reduïda
  surt del lloc catalític, permetent lentrada de
• molècules daigua que reprotonan la histidina
  161.
• En QR2 al no estar conservada la histidina 161
  el mecanisme es diferent. No se sap molt bé, però
  sha
• hipotetitzat una possible via de transferència
  delectrons a través duna sèrie daminoàcids
  específics
• (histidina173, tirosina132, asparagina161 i
  tirosina155), làtom de zinc endogen i el donador
• delectrons, fins arribar al substrat.
• 2. Perquè al realitzar un Stamp pot donar un
  Score i un RMS baixos? Com ho faries per obtenir
• un Score alt i un RMS baix?

164

• 3. Quin tipus de plegament presenten els dominis
  flavodoxina? Explica tot el que sàpigues sobre
  aquest
• plegament.
• El domini flavodoxina presenta en tots els seus
  casos un plegament Rossman-fold.
• El plegament Rossman es un motiu estructural de
  proteïnes dunió a mono/dinucleòtids (NAD, FAD,
  FMN).
• La seva estructura pertany a la classe alfa/beta
  (alternança).
• Té un plegament tridimensional organitzat en tres
  capes (alfa/beta/alfa). Les seves estructures
  secundaries
• son una làmina beta central formada per 5 cadenes
  beta paralleles que formaria el core central
  envoltada
• per els dos costats per hèlix alfa. Les hèlix més
  conservades son 4, dos hèlix alfa a cada costat,
  i poden haver
• altres hèlix accessòries.
• 4. Per quin procés evolutiu el domini flavodoxina
  apareix en proteïnes multidomini en cèllules
• eucariotes quan en procariotes constitueix la
  proteïna sencera, i perquè?
• Cap flavodoxina ha sigut trobada en eucariotes
  superiors, però lhabilitat del producte del gen
  flavodoxina
• per unir FMN i participar en reaccions de
  transferència delectrons sembla que ha sigut
  molt útil per
• organismes superiors que, a través de processos
  de fusió gènica, lhan incorporat en proteïnes
  multidomini
• com la reductasa P450, i la sulfit reductasa, on
  la seqüència original flavodoxina i el plegament
  poden ser
• reconeguts clarament.