monoksigenaasien

Monoksigenaasit ovat entsyymejä, jotka katalysoivat yhden happe-atomin siirtämisen substraattiin hapen molekyylistä samalla, kun toinen happi pelkistyy vedeksi. Ne kuuluvat oksidoreduktaasien ryhmään ja ovat eroavia dioxygenaaseista, jotka lisäävät molemmat happea-atomit substraattiin.

Kaksi pääryhmää ovat cytochrome P450 -monooxygenaasit (CYP) ja flavinipohjaiset monooxygenaasit (FMO). P450-entsyymit ovat hemiryhmäisiä proteiineja, jotka tarvitsevat NADPH:ta ja elektronien siirtämistä cytochrome P450 -reduktaselle hapen sitomiseksi. FMOs ovat flavinipohjaisia entsyymejä, jotka käyttävät NADPH:ta elektronien siirtoon ja hapen aktivointiin substraatin mono-oksidaukseen.

Mekanismin ydin rakentuu elektronien siirrosta NADPH:stä hapen aktivointiin ja substraatin oksidatiiviseen muokkaukseen. Osa prosessia johtaa siihen, että substraatti otetaan mukaan yhteen happea-atomiin ja toinen happi vapautuu vedeksi. Monoksigenaasit voivat muokata laajasti erilaisia yhdisteitä, ja ne toimivat sekä endogeenisessa biosynteesissä että ulkoisessa aineenvaihdunnassa.

Biologisesti monoksigenaasit osallistuvat sekä endogeeniseen biosynteesiin että ulkoiseen aineenvaihduntaan. Ihmisellä P450-entsyymiryhmä on keskeinen lääkkeiden metaboloinnissa, mutta monia CYP-perheen jäseniä löytyy myös kudoksista. FMOsilla on erityinen rooli erilaisten epätyypillisten substraattien oksidatiivisessa muokkauksessa.

Käytännön sovelluksia ovat lääkekehitys, biokatalyysi ja ympäristöbioteknologia, joissa monoksigenaaseja hyödynnetään yhdisteiden muokkaukseen tai haitallisten aineiden hajottamiseen.