فلافين أدينين ثنائي النيوكليوتيد (ثنائي نيوكليوتيد الفلافين والأدينين) Flavin Adenine Dinucleotide

فلافين أدينين ثنائي النيوكليوتيد (ثنائي نيوكليوتيد الفلافين والأدينين) Flavin Adenine Dinucleotide : و يشار إليه بالرمز ( FAD ) ، وهو إنزيم مساعد عام للعديد من التفاعلات الحيوية الكيميائية . يتكون من جزيء فيتامين ب2 ( ريبوفلافين ) مرتبط مع نيوكليوتيد أدينين أحادي الفوسفات ( AMP ) . في العادة يكون فلافين أدينين ثنائي النيوكليوتيدات مربوطا برابطة وثيقة مع أحد الأنزيمات مشكلا فلافوبروتين .

و يعمل كمستقبل للهيدروجين في تفاعلات ازالة الهيدروجين حيث يختزل إلى FADH₂ . و هذه بدورة يؤكسد إلى FAD من خلال سلسلة الانتقال الإلكتروني حيث يتكون ثلاثي فوسفات الأدينوسين ATP .

و هذا الإنزيم يعتبر نشط من ناحية الأكسدة و الاختزال يرتبط مع بروتينات مختلفة ، والتي تشارك مع العديد من التفاعلات الأنزيمية الهامة في عملية التمثيل الغذائي. فالفلافوبروتين هو بروتين يحتوي على مجموعة فلافين ، و الذي قد يكون على شكل FAD أو أحادي نيوكليوتيد الفلافين (FMN). و هناك العديد من الفلافوبروتينات بالإضافة إلى مكونات المعقد (المتراكب) السكسيني النازع للهيدروجين ، بما في ذلك ألفا كيتوجلوتارات النازع للهيدروجين و مركب من البيروفات النازع للهيدروجين.

يمكن أن يوجد FAD في أربع حالات مختلفة من حالات الأكسدة و الاختزال، وهي فلافين-ن (5) -أكسيد ، كينون ، سيميكونين ، وهيدروكينون. يتم تحويل FAD بين هذه الحالات من خلال استقبال أو منح الإلكترونات. و يستقبل FAD ، في شكله المؤكسد بالكامل ، أو بشكل الكينون (يستقبل) إلكترونين وبروتونين ليصبحا FADH2 (شكل الهيدروكينون).

و يمكن تشكيل شبه الكينون (نصف الكينون)(FADH ·) إما عن طريق تخفيض FAD أو أكسدة FADH2 باستقبال أو منح إلكترون واحد وبروتون واحد ، على التوالي. ومع ذلك ، فإن بعض البروتينات تولِّد وتحافظ على شكل فائق التأكسد من العامل المساعد للفلافين ، وهو أكسيد الفلافين flavin-N(5)-oxide.

 

مكونات فلافين أدينين ثنائي النيوكليوتيد (ثنائي نيوكليوتيد الفلافين والأدينين) Flavin Adenine Dinucleotide

يتكون فلافين الأدينين ثنائي النوكليوتيد من جزأين رئيسيين: نيوكليوتيد الأدينين (أحادي الفوسفات الأدينوسين) و أحادي النوكليوتيد الفلافين و المرتبطين معاً من خلال مجموعات الفوسفات. و يرتبط الأدينين بالريبوز الحلقي عند ذرة الكربون رقم 1 ، بينما يرتبط الفوسفات بالريبوز عند ذرة الكربون رقم 5 ليشكل النيوكليوتيد الأدينيني. ويتكون الريبوفلافين من رابطة الكربون النيتروجين (C-N) بين الأيزولوكسازين isoalloxazine و الريبتول ribitol . و من ثم يتم ربط مجموعة الفوسفات بالكربون الريبوسي الطرفي لتكوين FMN.

و بسبب كون الرابطة بين الأيزولوكسازين و الريبتول لا تعتبر رابطة جلايكوسيدية، فإن أحادي نيوكليوتيد الفلافين ليس نيوكليوتيد حقيقي. و بالتالي هذا يجعل اسم الينوكليوتيد مضللاً إلى حد ما. ومع ذلك ، لا تزال مجموعة أحادي كليوتيد الفلافين قريبة جداً من النيوكليوتيدات في تركيبتها وخصائصها الكيميائية.

و يمكن اختزال FAD إلى FADH2 من خلال إضافة بروتونين و إلكترونين ، كما يمكن أن يتأكسد FADH2 أيضًا بفقد بروتون و إلكترون لتكوين FADH. و يمكن أيضا إعادة إنشاء نموذج FAD من خلال فقدان آخر مقداره بروتون واحد ومن إلكترون واحد .

كما يمكن أن يتم تشكيل FAD أيضًا من خلال اختزال و إزالة الهيدروجين من أكسيد الفلافينflavin-N(5)-oxide . و بناءً على حالة الأكسدة ، تأخذ الفلافين ألوانًا محددة عندما تكون في محلول مائي.فمثلا أكسيد الفلافين flavin-N(5)-oxide (فائق التأكسد) أصفر برتقالي ، و FAD (مؤكسد بالكامل) أصفر ، و FADH (نصف مختزل) إما أزرق أو أحمر على أساس الرقم الهيدروجيني ، أما الشكل المختزل بالكامل عديم اللون.

و يمكن أن يكون لتغيير النموذج تأثير كبير على الخواص الكيميائية الأخرى. فعلى سبيل المثال ، ي يكون الشكل المؤكسد بالكامل FAD عرضة لهجوم النيوكليوفيلي، أما الشكل المختزل بالكامل ، FADH2 لديه قابلية عالية للاستقطاب ، في حين أن النصف مختزل يكون غير مستقر في المحلول المائي. كما أن FAD عبارة عن نظام حلقات عطرية ، بينما FADH2 ليس كذلك. هذا يعني أن FADH2 أعلى بكثير من حيث الطاقة.

يلعب FAD دورًا رئيسا كعامل مساعد إنزيمي مع أحادي نيوكليوتيد الفلافين ، وهو جزيء آخر ينشأ من الريبوفلافين.و يمكن أن تنتج البكتيريا والفطريات والنباتات الريبوفلافين ، لكن حقيقيات النوى الأخرى ، مثل البشر فقدت القدرة على صنعها. لذلك ، يجب أن يحصل البشر على الريبوفلافين ، المعروف أيضًا باسم فيتامين B2 ، من المصادر الغذائية.

و يتم هضم الريبوفلافين عمومًا في الأمعاء الدقيقة و من ثم يتم نقله إلى الخلايا عن طريق البروتينات الحاملة. يضيف ريبوفلافين الكيناز مجموعة فوسفات إلى الريبوفلافين لإنتاج أحادي نيوكليوتيد الفلافين ، و من ثم يقوم FAD (مُخَلِّقَة؛سينثيتاز) بإرفاق نيوكليوتيد الأدينين و لكن كلتا الخطوتين تتطلبان ATP . فالبكتيريا تحتوي عمومًا على إنزيم واحد ثنائي الوظيفة ، ولكن عادةً ما تستخدم الكائنات القديمة و حقيقيات النوى اثنين من الإنزيمات المتميزة.

 

 

 

بوسترات (لوحات) كيميائية بدقة عالية (أكثر من 25 لوحة) من تصميم الأستاذ أكرم أمير العلي

 

تطبيقات كيميائية من تصميم الأستاذ أكرم امير العلي متوفر للجوالات التي تعمل بنظام أندرويد android على سوق جوجل بلاي google play

1 – تطبيق ملصقات الجدول الدوري باللغة العربية : بطاقات تحتوي على معلومات شاملة و مختصرة في نفس الوقت كل عنصر على حدة (اللغة العربية).

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir2

 

2 – تطبيق ملصقات كيميائية: ملصقات بتصميم جميل جدا للكواشف و الأدلة و الزجاجيات المستخدمة في المختبر و كذلك ملصقات و بطاقات لخزانات حفظ المواد و الأدوات الزجاجية .

https://play.google.com/store/apps/details?id=com.akramir

 

3 – إذا كنت تواجه صعوبة في تحضير المحاليل الكيميائية الأكثر شيوعا في مختبرات الكيمياء و الاحياء، فهذا التطبيق سوف يساعدك كثيرا في تحضير المحاليل :