Coenzima F 420

La coenzima F ₄₂₀ es una familia de coenzimas implicadas en reacciones redox en diversas bacterias y arqueas. Deriva de la coenzima F _O (7,8-didemetil-8-hidroxi-5-deazariboflavina) y se diferencia por tener una cola de oligoglutamil unida mediante un puente de 2-fosfo- L -lactato. La F ₄₂₀ recibe este nombre porque es un derivado de la flavina con un máximo de absorción a 420 nm.

La F ₄₂₀ se descubrió originalmente en arqueas metanogénicas ^{[ 1 ]} y en Actinomycetota (especialmente en Mycobacterium ). ^{[ 2 ]} Ahora se sabe que también la utilizan las cianobacterias y las proteobacterias del suelo, Chloroflexi y Firmicutes. ^{[ 3 ]} Los eucariotas, incluyendo la mosca de la fruta Drosophila melanogaster y el alga Ostreococcus tauri, también utilizan la coenzima F _O. ^{[ 4 ]}

F ₄₂₀ es estructuralmente similar a FMN , pero catalíticamente es similar a NAD y NADP : tiene un bajo potencial redox y siempre transfiere un hidruro . Como resultado, no solo es un cofactor versátil en reacciones bioquímicas, sino que también se está considerando su potencial como catalizador industrial . Al igual que FMN, tiene dos estados: un estado reducido, denotado como F ₄₂₀ -H ₂ , y un estado oxidado, escrito simplemente como F ₄₂₀ . ^{[ 5 ]} F _O tiene propiedades redox muy similares, pero no puede transportar una carga eléctrica y, como resultado, probablemente se filtra lentamente fuera de la membrana celular. ^{[ 3 ]}

Es posible que existan varias moléculas de F ₄₂₀ , que difieren en la longitud de la cola de oligoglutamil; por ejemplo, F _{420 -2 se refiere a la versión con dos unidades de glutamilo unidas. Las longitudes típicas van de 4 a 9.} ^{[ 3 ]}

La coenzima F ₄₂₀ se sintetiza mediante una ruta de múltiples pasos:

• La 7,8-didemetil-8-hidroxi-5-deazariboflavina sintasa ( FbiC ) produce la coenzima FO (también escrita F0), que a su vez es un cofactor de la fotoliasa de ADN (antena) . Esta es la porción de la cabeza de la molécula. ^{[ 4 ]}
• La 2-fosfo-L-lactato transferasa ( FbiA ) produce la coenzima F _420-0 , la porción que contiene la cabeza, el puente difosfato y termina con un grupo ácido carboxílico.
• La coenzima F420-0:L-glutamato ligasa (una parte de FbiB ) coloca un residuo de glutamato en el extremo -COOH, produciendo la coenzima F _420-1 .
• La coenzima F420-1:gamma-L-glutamato ligasa (otra parte de FbiB ) coloca un residuo de gamma-glutamato en el extremo -COOH, produciendo la coenzima F _420-2 , el compuesto final (en su forma oxidada). También es responsable de agregar unidades adicionales.

_{El F 420} oxidado puede convertirse en F ₄₂₀ -H ₂ reducido por múltiples enzimas como la glucosa-6-fosfato deshidrogenasa (coenzima-F420) ( Fgd1 ). ^{[ 5 ]}

La coenzima es un sustrato para la hidrogenasa coenzima F ₄₂₀ , ^{[ 6 ]} la 5,10-metilentetrahidrometanopterina reductasa y la metilentetrahidrometanopterina deshidrogenasa . ^{[ 7 ] [ 8 ]}

Una larga lista de otras enzimas utilizan F ₄₂₀ para oxidar (deshidrogenar) o F ₄₂₀ -H ₂ para reducir sustratos. ^{[ 5 ]}

El F420 desempeña un papel fundamental en las reacciones redox de diversos organismos, incluyendo arqueas y bacterias, participando en la metanogénesis, la biosíntesis de antibióticos, la reparación del ADN y la activación de fármacos antituberculosos. Su capacidad para llevar a cabo reacciones de transferencia de hidruro se debe a su bajo potencial redox, optimizado para vías bioquímicas específicas. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

Delamanid , un fármaco utilizado para tratar la tuberculosis multirresistente (TB-MDR) en combinación con otros medicamentos antituberculosos, se activa en la micobacteria mediante la nitroreductasa dependiente de deazaflavina ( Ddn ), una enzima que utiliza dihidro-F ₄₂₀ (forma reducida). La forma activada del fármaco es altamente reactiva y ataca enzimas de síntesis de la pared celular como DprE2 . Pretomanid actúa de la misma manera. Los aislados clínicos resistentes a estos dos fármacos tienden a presentar mutaciones en la vía biosintética de F _420. ^{[ 12 ]}

• Coenzima M
• Coenzima B
• metanofurano
• Tetrahidrometanopterina

• KEGG:
  • FO
  • F420-0
  • F420-1
  • F420 reducido
  • F420 oxidado