Ferredoxin-NADP+ Reductase

Ferredoxin-NADP+ Reductase
Ферредоксин-НАДФ-редуктаза (ФНР)
Ferredoxin-NADP+ Reductase



Семейство флавопротеинов
Простетическая группа – ФАД
Молекулярная масса – 33 кДа
Содержится у:
-
высших растений
эукариотических водорослей
фотосинтезирующих бактерий
Ferredoxin-NADP+ Reductase
Функции:
1)
катализирует восстановление НАДФ+ на
последней стадии фотосинтетического
линейного транспорта электронов
2)
учавствует в циклическом транспорте
электронов
3)
учавствует в фиксации азота и
гидроксилировании стероидов
Function of Ferredoxin-NADP+ Reductase
Катализирует восстановление НАДФ+ до НАДФН в соответствии с
реакцией:
2Fdred + НАДФ+ + H+ => 2Fdox + НАДФН
1 стадия: катализирует перенос 2 электронов от молекул
Ферредоксина на молекулу ФАД
2 стадия: использует эти 2 электрона для восстановления
НАДФ+ до НАДФН
Structure of Ferredoxin-NADP+ Reductase
Рис. Структура молекулы ФНР из Capsicum annuum (в Protein Data Bank структура1SM4).
Рисунок получен с помощью программы Chimera. На рисунке ФАД-связывающий домен
обозначен синим цветом, НАДФ+-связывающий – красным, молекула ФАД – серым.
Species of Ferredoxin-NADP+ Reductase
3 вида (изофермента) ФНР – ЛФНР1, ЛФНР2,
ЛФНР3
Локализация:
- ЛФНР1 связана с тилакоидной мембраной
- ЛФНР3 – растворимый стромальный фермент
- ЛФНР2 присутствует в обеих фракциях
Наличие нескольких видов обеспечивает
быстрое реагирование на изменяющиеся
условия среды
http://phomem.biophys.msu.ru/content/fnr/
Ferredoxin-NADP+ Reductase

Classification: Oxidoreductase
Structure Weight: 35657.25 (or 34848.7 )
 Molecule: Ferredoxin--NADP reductase
 Polymer: 1
 Type: polypeptide(L)
 Length: 311
 Dssp secondary structure: 27% helical (12 helices; 85 residues), 27% beta
sheet (18 strands; 84 residues)
 Interaction: FAD C27 H33 N9 O15 P2; sodium ion Na
 Source Method: genetically manipulated
The structure 3LO8 has in total 1 chains

http://www.pdb.org/pdb/explore/remediatedSequence.do?structureId=3LO8&par
ams.showJmol=true
Ferredoxin-NADP+ Reductase






Entry: EC 1.18.1.2
Class: oxidoreductases; acting on iron-sulfur proteins as donors; with NAD+
or NADP+ as acceptor
Substrate: reduced ferredoxin, NADP+, H+
Product: oxidized ferredoxin, NADPH
Cofactor: FAD, Flavin
Pathway: photosynthesis, metabolic pathways
http://www.genome.jp/dbget-bin/www_bget?enzyme+1.18.1.2
Ferredoxin-NADP+ Reductase

Reaction(IUBMB)
http://www.genome.jp/dbget-bin/www_bget?enzyme+1.18.1.2
Ferredoxin-NADP+ Reductase

Reaction(KEGG)
http://www.genome.jp/dbget-bin/www_bget?enzyme+1.18.1.2
Ferredoxin-NADP+ Reductase

Pathway
Ferredoxin-NADP+ Reductase

Pathway
http://www.uniprot.org/uniprot/P28861
http://www.uniprot.org/uniprot/P28861
http://www.osaka-u.ac.jp/en/research/annual-report/volume-2/graphics/19.html
http://www.biochem.szote.u-szeged.hu/astrojan/prot1t.htm
http://www.molecularstructure.org/entry.php?pdb=2B5O
http://epidna.com/structure.php?start=1000
http://www.ebi.ac.uk/
http://www.ebi.ac.uk/
http://kinemage.biochem.duke.edu/
Литература

Andersen B., Scheller H.V., Moller B.L. The PSI E subunit of photosystem I binds ferredoxin:NADP+ oxidoreductase. FEBS Lett, 1992,
Vol. 311, pp. 169–173.

Arakaki A. K., Ceccarelli E. A., Carrillo N. Plant-type ferredoxin-NADP+ reductases: a basal structural framework and a multiplicity of
functions. FASEB J., 1997, Vol 11, pp. 133-140.

Bojko M., Kruk J., Wieckowski S. Plastoquinones are effectively reduced by ferredoxin:NADP+ oxidoreductase in the presence of
sodium cholate micelles: significance for cyclic electron transport and chlororespiration. Phytochemistry, 2003, Vol. 64, pp 1055–1060.

Bruns C.M., Karplus P.A. Refined crystal structure of spinach ferredoxin reductase at 1.7 A resolution: oxidized, reduced and 2'phospho-5'-AMP bound states. J Mol Biol., 1995, Vol 247, pp. 125-145.

Carrillo N., Vallejos R.H. Ferredoxin-NADP+ oxidoreductase. In Topics in Photosynthesis (Barber, J., ed.), 1987, pp. 527–560. Elsevier,
Amsterdam, New York, Oxford.

Deng Z., Aliverti A., Zanetti G., Arakaki A. K., Ottado J., Orellano E. G., Calcaterra N. B., Ceccarelli E. A., Carrillo N., Karplus P. A. A
productive NADP+ binding mode of ferredoxin−NADP+ reductase revealed by protein engineering and crystallographic studies. Nat.
Struct. Biol., 1999, Vol 6, pp. 847–853.

Dorowski A., Hofmann A., Steegborn C., Boicu M., Huber R. Crystal Structure of Paprika Ferredoxin-NADP+ Reductase. J. Biol. Chem.
Vol. 276, No. 12, pp. 9253–9263, 2001

Karplus P.A., Daniels M.J., Herriott J.R. Atomic structure of ferredoxin-NADP+ reductase: prototype for a structurally novel
flavoenzyme family. Science, 1991, Vol 251, pp. 60-66.

Kurisu G., Kusunoki M., Katoh E., Yamazaki T., Teshima K., Onda Y., Kimata-Ariga Y., Hase T. Structure of the electron transfer
complex between ferredoxin and ferredoxin-NADP+ reductase. Nat. Struct. Biol., 2001, Vol. 8, pp 117-121.

Okutani S., Hanke G. T., Satomi Y., Takao T., Kurisu G., Suzuki A., Hase T. Three maize leaf ferredoxin:NADPH oxidoreductases vary in
subchloroplast location, expression, and interaction with ferredoxin. Plant Physiology, 2005, Vol. 139, pp. 1451–1459.

Stroebel D., Choquet Y., Popot J.-L., Picot D. An atypical haem in the cytochrome b6f complex. Nature, 2003, Vol. 426, pp 413-418.

Quiles M.J., Garcia A., Cuello J. Separation by blue-native PAGE and identification of the whole NAD(P)H dehydrogenase complex from
barley stroma thylakoids. Plant Physiol Biochem, 2000, Vol. 38, pp 225–232.

Zhang H., Whitelegge J.P., Cramer W.A. Ferredoxin:NADP+ oxidoreductase is a subunit of the chloroplast cytochrome b6f complex. J
Biol. Chem., 2001, Vol. 276, pp. 38159–38165.