短命のニュートラルFMNおよびFADセミキノンは、凍結還元酵母NADPH-Cytochrome P450レダクターゼの一時的な中間体です

フラビン補因子であるFMNおよびFADの電子構成は、NADPH-シトクロムP450レダクターゼ（CPR）の反応性を支配する重要な因子です。フラビン補因子の平衡レドックス電位に基づいた哺乳類CPRによる電子移動の現在のビューは、1つの電子還元FMNセミキノンではなく、2つの電子還元FMNハイドロキノン（FMNH2）が末端に電子ドナーとして機能することです。タンパク質アクセプター。しかし、異なる生物に由来するCPR種の運動および熱力学的研究は、異なる電子伝達ステップで測定された酸化還元電位が平衡滴定によって決定される酸化還元電位と異なることを示しています。集合的に、以前の観察結果は、短命の一時的なセミキノン種がディフラビンレダクターゼに電子を運ぶ可能性があることを示唆しています。この作業では、CPR結合FADおよびFMNの分光特性を調査し、放射線型に生成された熱化された熱電子によって77Kで減少しました。UV-VIS分光法を使用して、FADとFMNの両方の等モル比を含む酸化酵母CPR（YCPR）の凍結還元で、またはFAD単独の単独で、中性セミキノンが77kで閉じ込められていることを実証しました。短命のニュートラルセミキノンは、分光的に異なる空気安定性ニュートラルセミキノンにリラックスしました。この遷移は、6.0-10.7の範囲内のpHとは無関係でした。酵母CPRに関する我々のデータは、フラビンの短命の一時的なセミキノン中間体が生理学的条件でのCPRによる電子移動に役割を果たす可能性があるという他の人の以前の観察と一致しています。

The electron configuration of flavin cofactors, FMN and FAD, is a critical factor governing the reactivity of NADPH-cytochrome P450 reductase (CPR). The current view of electron transfer by the mammalian CPR, based on equilibrium redox potentials of the flavin cofactors, is that the two electron-reduced FMN hydroquinone (FMNH2), rather than one electron-reduced FMN semiquinone, serves as electron donor to the terminal protein acceptors. However, kinetic and thermodynamic studies on the CPR species originated from different organisms have shown that redox potentials measured at distinct electron transfer steps differ from redox potentials determined by equilibrium titration. Collectively, previous observations suggest that the short-lived transient semiquinone species may carry electrons in diflavin reductases. In this work, we have investigated spectroscopic properties of the CPR-bound FAD and FMN reduced at 77 K by radiolytically-generated thermalized electrons. Using UV-vis spectroscopy, we demonstrated that upon cryo-reduction of oxidized yeast CPR (yCPR) containing an equimolar ratio of both FAD and FMN, or FAD alone, neutral semiquinones were trapped at 77 K. During annealing at the elevated temperatures, unstable short-lived neutral semiquinones relaxed to spectroscopically distinct air-stable neutral semiquinones. This transition was independent of pH within the 6.0-10.7 range. Our data on yeast CPR are in line with the previous observations of others that the flavin short-lived transient semiquinone intermediates may have a role in the electron transfer by CPR at physiological conditions.